温度及轴向载荷对油管接头力学特性影响研究

为了研究温度及轴向载荷对油管接头力学特性的影响,针对S13Cr油管创建3-1/2 in(88.9 mm)油管接头三维结构模型和有限元仿真模型,开展不同温度和不同轴向载荷对油管接头连接强度和密封性的影响以及受力特性分析。结果表明,随着温度增加,油管接头整体最大等效应力增加,螺纹应力也明显增大;随着拉伸载荷的增加,拉伸载荷会抵消部分预紧力,等效应力和接触压力呈现减小的趋势;随着轴向压缩载荷的增加,螺纹台肩处等效应力和接触压力呈现增大的趋势,台肩处的应力较高且均匀分布,说明台肩处的密封性较好。

高压燃油系统油管接头密封性能研究

为了研究燃油系统油管接头密封性能的影响因素,以某柴油机高压油管接头为研究对象,借助Hypermesh及ANSYS软件建立高压油管接头密封的有限元模型。根据赫兹接触理论及vonMises应力计算,探究不同预紧力、不同轨压作用下高压油管接头密封带宽度及最大等效塑性应变的变化规律。结果表明:密封带宽度、最大等效塑性应变与预紧力呈正相关,且最大等效塑性应变与预紧力变化呈三次方关系;密封带宽度与轨压呈负相关,而轨压对等效塑性应变影响不显著,该研究结果可为高压油管接头的安装设计及管接头预紧力的选择提供理论支撑。

某超深井油管接头断裂失效原因分析

随着石油工业勘探开发的不断深入,油气井开发工况趋于复杂,管柱失效问题日益凸显,已成为困扰石油工业后期可持续发展的一大难题。通过对油管接头断口处形貌、理化性能、显微组织和腐蚀产物进行分析,确定油管失效模式为塑性断裂特征,主要原因是过载引起的屈服断裂失效;其次,CO_(2)与H_(2)S的耦合腐蚀反应与管体自身的材料缺陷也是油管发生断裂失效的重要原因,为油管接头断裂失效的进一步研究提供了理论依据及技术支撑。

特殊扣油管接头的应力及密封特性分析

运用有限元方法对NK-3SB特殊扣油管接头在不同载荷工况下的连接性能进行分析,重点研究了轴向拉力、内部压力对油管接头应力分布、密封性能的影响。计算结果表明,管体螺纹的受力薄弱区域在管体大端第1牙螺纹根部,上扣后仅受轴向拉伸载荷是油管接头的最恶劣工况。密封面上的接触压力随着内压力的增大而增大,但随着轴向载荷的增大而减小,接头的密封性能将主要由点接触(主密封)来保证;另外,在设计轴向载荷下,油管接头可以保证良好的密封性能。研究结果对于NK-3SB油管接头的设计和安全使用具有较好的参考价值。

特殊螺纹油管接头上扣性能三维有限元分析

特殊螺纹油管接头有限元分析多采用二维轴对称模型,不考虑螺纹升角,以主密封面与台肩处的渗透量模拟上扣时金属-金属间的过盈配合。该方法不能准确反映上扣时过盈量与扭矩的对应关系。鉴于此,考虑螺纹升角的影响,利用Abaqus软件建立了某特殊螺纹油管接头三维有限元模型,模拟分析了接头在最佳、最小、最大上扣扭矩下的上扣过程。分析结果表明,所建特殊螺纹接头模型加载扭矩曲线与标准上扣扭矩曲线基本相符;3种扭矩作用下,密封面与台肩环向路径上接触应力较大且分布较为均匀,螺纹啮合处虽有应力集中,但3种状态下最大等效应力远小于材料屈服强度且大小几乎相等;最佳扭矩拧紧状态下该型特殊螺纹油管接头具有最好的密封性能与足够大的连接强度。研究结果有助于深入了解上扣扭矩与密封性能和连接强度的关系。

DN2-6井套管压力升高及油管接头粘扣原因分析

对DN2-6井套管压力升高原因进行了系统调查研究,对起出的油管接头逐根进行检查,发现1根油管穿孔、多根油管粘扣,并对油管粘扣原因也进行了分析。结果表明:套管压力升高的原因主要是由油管穿孔所致;油管粘扣的原因主要是由对扣操作不当所致;粘扣会降低油管接头的密封能力,但该井粘扣的油管接头并没有发生泄漏,其原因是在油管穿孔泄漏之后,油管柱所受的内压很小,没有达到粘扣油管接头的泄漏抗力。

过扭与欠扭工况下特殊螺纹油管接头三维有限元分析

考虑螺旋升角,采用弹塑性接触有限元法,应用ABAQUS有限元分析软件建立某特殊螺纹油管接头三维有限元模型;考虑欠扭矩、最小扭矩、最佳扭矩、最大扭矩、过扭矩5种不同上扣扭矩,分析了特殊螺纹油管接头的接触应力及Von Mises应力。结果表明:欠扭矩上扣后,密封面接触应力大于管体抗内压强度,能够实现密封,但台肩的辅助密封丧失;过扭矩上扣后,台肩和密封面处的接触应力均大于管体抗内压强度,能够实现密封;过、欠扭矩上扣后,分别承受轴向拉伸、压缩载荷与内压作用时,密封面接触应力都大于管体抗内压强度,但台肩的辅助密封都已经丧失;当扭矩从最小扭矩逐渐增大时,密封面接触应力随着台肩接触应力的增大而逐渐减小。

CAE技术在塑料油管接头注塑工艺分析中的应用

以塑料油管接头制件为例,详细阐述了用Moldflow软件进行流动模拟分析的一般流程,并介绍了如何利用CAE分析结果解决注塑模设计及成型加工中出现的问题,得到了塑料油管接头的注塑成型工艺参数。

抽油机井油管接头有限元分析与寿命预测

对油管接头进行了在循环拉伸载荷作用下的弹塑性接触有限元分析 ,给出油管接头在循环载荷作用下所表现出的力学特性 ,特别是应力应变集中部位 (第 1啮合齿齿根 )的应力应变循环规律以及应力应变幅。采用局部应力应变分析法 ,对油管接头进行疲劳寿命的预测 ,证明J5 5材料、公称锥度上扣 1.5、1.75和 2圈的油管接头在循环拉伸载荷 6 0～ 12 0kN作用下 ,疲劳裂纹萌生期的寿命都达到了

温度载荷对特殊螺纹油管接头密封性能的影响

为分析高温、高压及轴向力复合作用对特殊螺纹油管接头密封性能的影响,在考虑螺纹升角的情况下采用SolidWorks建立接头三维有限元模型,在有效模拟接头上扣的基础上,分析轴向力与内压共同作用下不同温度对接头密封面和台肩完整性的影响。结果表明:复合载荷作用下,随着温度升高,密封面和台肩Mises应力增大,密封面接触压力减小,台肩接触压力持续增大。复合载荷作用下接头密封面接触良好且未发生塑性变形,同时台肩对接头起到良好的辅助密封作用。

基于FEM的7075铝合金轿车发动机油管接头挤压过程的温度场分析

基于DEFORM-3D软件,分析了7075高强铝合金轿车发动机油管接头热挤压成形过程,揭示了工艺参数对热挤压成形过程中材料最高温度的影响。结果表明,随着挤压速度的增大,最高温度增大;随着坯料加热温度的升高,最高温度下降;随着摩擦系数的增大,最高温度增大;随着模具预热温度的增加,最高温度增加。合理的挤压工艺参数为:挤压速度2～8 mm/s;坯料加热温度390～450℃;摩擦系数<0.3;模具预热温度400～440℃。

基于Flow-3D的输油管接头铸造工艺设计优化

利用铸造仿真模拟软件Flow-3D,对一种铝合金输油管接头零件的铸造工艺中可能出现的问题进行仿真优化,改进工艺,消除缺陷。通过对仿真结果的分析,发现在输油管接头的法兰部位出现了气体聚集现象,通过采取增加出气孔等优化工艺措施,得到了较好的充型结果。凝固模拟显示铸件无缩孔等凝固缺陷,表明优化后的工艺合理可行。利用该工艺进行了砂型铸造试制,铝合金输油管接头铸件的缺陷基本消失。

输油管接头的铸造工艺设计

采用传统的设计方法对铝合金输油管接头的铸造工艺进行了设计。为了验证该工艺的合理性,采用铸造模拟软件对其进行了验证。结果表明,采用传统方法设计的浇注系统能满足平稳充型的要求,但冒口根部仍然存在着铸造缺陷。经过分析后,对该冒口进行了优化,而优化后的冒口能解决初始工艺中出现的缺陷,证明了该工艺的合理性。

修复油管接头断裂原因分析

油管是采油厂用量较大的器材,资料表明:油管的断裂,绝大部分发生在油管与接箍螺纹联接的第一啮合齿处.因此,大庆油田多家旧油管修复厂,均采用了摩擦焊技术来更换已有损伤积累的旧油管接头,这对充分利用油管管体材料的剩余寿命及提高修复油管的整体强度起到了很大的促进作用.但在生产应用中,修复油管中摩擦焊焊接油管接头焊缝断裂的事故时有发生,下面对此现象进行初步探讨.

数控机床液压油管接头注射模设计

针对油管接头的结构特点,设计了1模2腔的侧浇口注射模,采用4根导柱联合驱动滑块侧抽芯机构实现塑件上段外螺纹、中段外凹槽的成型与脱模,利用电机驱动内螺纹旋转抽芯机构实现塑件下段内螺纹的成型与脱模.模具结构紧凑合理,脱模机构简单实用,实现了塑件自动化生产,具有一定的参考价值.

侧钻水平井油管接头抗弯强度与密封性能

针对侧钻短半径水平井油管柱的弯曲变形 ,设计了 4点弯曲加载试验 ,测试了 2种规格油管在不同内压和弯曲度组合条件下油管接箍的密封及其强度特性。试验结果表明 ,油管管体弯曲度 α在 4 (°) / m以内、2 5MPa的压力下 ,接箍均未发生泄漏。对于弯曲油管接头 ,首先发生管体材料的塑性屈服 ,然后才出现接头密封泄漏。因此 ,只要保持管体在最小屈服应力以内工作 ,在 2 5MPa内压条件下 ,可以保证接箍密封在短半径井眼内可靠有效。

Φ88.9 mm×6.45 mm P110S油管接头脱扣失效原因分析

Φ88.9 mm×6.45 mm P110S油管接头现场端发生脱扣事故,通过宏观形貌分析、材料性能试验、密封面和台肩面的微观形貌分析等方法,对失效接头脱扣事故原因进行了分析,并模拟还原了失效接头现场端内、外螺纹对应的上扣位置。结果表明,现场端内、外螺纹啮合长度少上了4扣左右,上扣时密封面和台肩面未发生有效过盈接触,证实现场端螺纹上扣未到位,这是造成失效接头发生脱扣及连接强度严重降低的主要原因。而造成油管接头现场端螺纹上扣不到位的原因可能与上扣时内螺纹受到泥浆污染、螺纹脱扣前存在轻微损伤、上扣钳牙夹持位置偏接箍上扣端等有关。

考虑温度影响的特殊螺纹油管接头有限元分析

为了解不同温度下依靠主密封面密封的特殊螺纹油管接头的力学行为,为特殊螺纹油管接头的设计和使用提供依据,采用Abaqus有限元软件建立了特殊螺纹油管接头三维有限元模型,分析了温度对接头密封面、扭矩台肩及螺纹段Mises应力和接触压力分布规律的影响。分析结果表明:不同温度下,沿螺纹锥度方向螺纹段扣牙最大接触压力及最小接触压力分别位于螺纹段第1扣和第11扣处,符合螺纹扣牙接触压力分布规律;油管接头最大Mises应力均出现在接头密封面及扭矩台肩处;随着温度升高,各螺纹牙Mises应力逐渐增大,而螺纹牙接触压力增加幅度较小;随着温度升高,密封面接触压力呈先增大后减小的趋势;扭矩台肩处接触压力随温度升高而增大。因此,应用于高温高压气井的特殊螺纹油管接头,在设计和实际应用中应考虑温度的影响。

基于正交试验的气密特殊螺纹油管接头密封性能研究

开发深海油气需要钻探大量超深井、大位移井,井下油管需要承受水下复合载荷的综合作用,这对气密特殊螺纹油管接头的密封性能提出挑战。以99.25 mm×6.45 mm气密油管特殊螺纹接头为研究对象,以密封面最大接触压力为考核指标,依据ISO 13679标准A系试验载荷包络线对正交优化试验结果进行密封性能分析。分析结果表明:密封面最大接触压力影响因素敏感性由大至小的顺序为:密封面角度>扭矩台肩角度>螺纹承载面角度>螺纹锥度>螺纹螺距;气密特殊螺纹油管接头参数最优组合为密封面角度10°、扭矩台肩角度-12°、螺纹承载面角度12°、螺纹锥度1∶18、螺纹螺距4.8 mm;优组后油管接头在ISO 13679标准A系试验载荷下各加载点密封性能良好。所得结果对气密特殊螺纹油管结构的进一步优化设计具有指导意义。