非API标准Big Omega特殊螺纹接头连接性能数值分析

以德国非API标准的Big Omega特殊螺纹接头作为研究对象,应用有限元软件ANSYS建立计算力学模型,模拟套管柱接头行为,通过改变螺纹参数(高度、锥度等),计算得出各扣牙相应的最大法向接触应力与最大接头Mises应力。分析螺纹参数变化对扣牙所受应力的影响规律,从而得到Big Omega接头螺纹参数的改变对套管接头连接性能的影响规律,进而为套管柱接头特殊螺纹扣型的选择提供依据,为套管柱设计提供更为有效的参考。

非API标准工况下套管接头的强度分析

将５″１７ｌｂ／ｆｔＪ５５ＡＰＩ８ＲＬＴＣ长圆螺纹套管接头作为研究对象，考察其在非ＡＰＩ标准工况下的强度。建立了力学模型和有限元计算模型，并对计算结果进行了分析。分析结果表明，应用轴对称体接触问题的半解析有限元法，可以有效地解决非ＡＰＩ标准工况下套管接头力学特性这类复杂的接触问题，与纯三维问题相比，这种方法大大缩减了自由度；在弯曲作用下，接头螺纹啮合段环向０°位置处的等效应力增大，环向１８０°位置处的等效应力减小，并且这种变化随弯矩载荷的增大而增大，而环向９０°和２７０°位置处的等效应力变化很小；在非均匀挤压下。

非API标准规格BC螺纹连接强度的推荐计算方法

简要介绍了API TR 5C3标准中关于标准规格的偏梯(BC)螺纹连接强度的计算方法。结合实际设计经验,针对非API标准规格的偏梯螺纹,推荐一种可靠的螺纹连接强度的计算方法。最后,对两种不同的计算方法进行了结果对比,给出了建议,这种推荐计算方法可供石油套管工程参考应用。

超深复杂井用非标准规格TP140V套管的开发

分析超深复杂井套管使用条件和西部某油田勘探开发的特殊需求,设计开发TP140V Φ293.45 mm×23.55 mm规格超高强度石油套管。分析认为:采用中碳钢设计,加入Cr、Mo和V等元素进行微合金化,利用纯净钢冶炼技术,并配合合理的热处理工艺制度,使生产的TP140V套管的力学性能、高温强度完全满足设计要求;采用连轧工艺,通过优化不同轧制环节的变形分配量,使TP140V套管管体椭圆度≤0.25%,壁厚不均度≤8%;且抗外挤性能也满足要求。

超高强度抗挤套管的开发

中原油田东濮凹陷地区发育相当成熟的岩层要求套管单轴抗挤强度不低于103MPa,以抵御恶劣的地质条件。为了能和上下管柱设计使用的API标准规格的Φ177.8mm×10.36mm以及Φ177.8mm×11.51mm套管方便地连接,设计了非API标准规格的Φ180mm×11.51mm套管。采用纯净钢技术制造了这种规格的BG160TT超高强度抗挤套管。试制结果表明:该套管屈服强度不低于1210MPa,冲击功不小于110J,抗挤强度不低于110MPa。该超高强度抗挤套管已在中原油田东濮凹陷地区成功下井使用。

小流量辐射进料泵的设计选型和应用总结

与常规延迟焦化不同,新型延迟焦化技术中辐射进料泵的设计需满足小流量、高温中压、低黏度以及变压力等操作条件。设计选型过程经历了从两种不同类型离心泵到两种不同类型容积泵,再到小流量多级离心泵出口调节阀控制方案(阀控方案)的过渡。进行了不同类型泵设计选型的有益探索尝试,最后确定选用BB5型小流量多级离心泵配套出口调节阀分流分压控制方案。经三年多工业化应用,辐射进料泵运行平稳,满足操作条件,各项性能指标达到设计要求。此外,提出了采用离心泵变频调速的替代方案,并与阀控方案的经济性进行了对比。与阀控方案相比,预估采用变频调速方案可节约一次性投资15万元~18万元,节约操作费用6万元/a。