Design and research of gas-tight wedge dovetail tapered thread joint

Dovetail thread has a unique structure and characteristics. This paper describes different dovetail threads,and provides detailed descriptions of structure,performance characteristics,and processing and measurement methods of a wedge dovetail tapered thread,which is used in OCTG joints. A full-engagement wedge dovetail tapered thread joint that is highly gas-tight was designed and subjected to finite element method analysis,and the results show an even stress distribution in the joint. To verify the actual performance of these joints,the highest IV tubing test standard,ISO 13679: 2002 CAL,was used in a make-up/break-out test and combined loading test. No galling or gas leakage occurred in these tests,which confirms that the structure of the designed joint demonstrates reasonable and excellent performance.

基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测

油管接箍是油田钻井用重要连接工具,其内螺纹质量对于油气安全开采至关重要。针对现有油管接箍内螺纹接触式检测方法效率低、磨损大、光谱共焦等非接触式方法测量可达性差的问题,提出基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测系统与方法,利用激光和反射镜实现内螺纹牙型轮廓的强化和转角窥视,借助已标定的相机模型参数,通过立体视觉和旋转进给重构纵截面中双侧牙型的三维点云,经进一步处理,从三维点云中计算出内螺纹螺距、齿高和锥度三项几何参数。依据美国石油协会(API)标准规定的参数容限范围实现油管接箍内螺纹质量的判定,研制出视觉系统,并与传统量具在相同工况下测量27/8与31/2英寸两种规格的油管内螺纹几何参数,结果表明,提出的视觉系统可实现内螺纹多项参数的一体化高精、高效测量,满足工业现场需求。

油套管特殊螺纹加工常见问题及控制方法

为提高油套管特殊螺纹的加工质量,分析了加工生产中常见的质量问题,分别对牙型高度、螺纹锥度、椭圆度等尺寸精度,以及螺纹表面粗糙度、黑皮扣、毛刺、颤纹等表面质量问题进行了分析,并提出了解决方法。根据工件的材质和尺寸,合理选择吃刀量、转速、进给速度等加工参数和工艺,同时设计合理的刀具、夹具以及装夹方式等,提高了加工过程中工件和刀具的稳定性,有效提高了油套管特殊螺纹接头的加工质量。

基于轴向载荷离散模型的连续管下入性分析

连续管在水平井作业过程中易发生屈曲变形制约其作业深度,为此开展不同井段中连续管轴向载荷对其下入深度的影响研究。通过对井眼轨迹中的关键参数分析构建弯曲段全角平面,并基于软杆模型和构建的全角平面,综合考虑连续管刚性、流体摩阻、井壁接触摩阻和屈曲后的附加接触摩阻,建立了连续管轴向载荷计算模型;通过迭代法并结合屈曲状态分析对某井进行算例分析。分析结果表明:连续管在垂直段与斜直段更容易发生螺旋屈曲;随着摩擦因数由0.10增加到0.35,螺旋屈曲长度增加到1189.19 m,下入深度由4370.00 m减小到3905.41 m;摩擦因数为0.25时,工作钻压增加到2.5 kN,下入深度由4370.00 m减小到4148.48 m。可见,在轴向压力作用下,连续管螺旋屈曲长度与摩擦因数成正比,下入深度与摩擦因数和工作钻压均成反比。所得结论可为连续管下入性研究及施工参数选择提供技术参考。

油井管特殊螺纹齿表面应力腐蚀行为仿真研究

随着高温高压高产油田的勘探开发,油井管柱面临越来越恶劣的井筒环境,其螺纹接头腐蚀失效已经成为制约油气田高效开采的主要原因之一。为此,通过COMSOL Multiphysics软件建立了油井管螺纹齿的力学-电化学有限元模型,研究了不同外部载荷下油井管螺纹各个部位的应力分布与腐蚀规律。研究结果表明:油井管螺纹齿各个部位的应力分布大小与其腐蚀程度呈正相关,即接触应力越大,螺纹腐蚀情况越严重;接头螺纹在齿槽与承载面过渡处的应力最为集中,腐蚀情况最为严重,塑性变形会导致阳极腐蚀电流密度急剧增大,造成严重的腐蚀行为。研究结果可为油井管柱接头螺纹腐蚀失效机理研究提供新的思路,也为解决恶劣工况条件下井筒完整性问题提供理论依据和解决途径。

油管悬挂器螺纹接头上扣扭矩研究

借助理论分析和试验方法研究了油管悬挂器与油管连接的上扣扭矩。研究表明:油管悬挂器螺纹连接采用厂家推荐的油管上扣扭矩并不合适;油管悬挂器连接如果保证上扣位置,需要提高上扣扭矩;油管悬挂器外径对上扣扭矩有较大影响,建议采用油管最大上扣扭矩对油管悬挂器上扣。

一种不须停电且无电量损失的电能表更换方法

现有电能表更换技术普遍存在若干问题,实用性较差。为此,文章提出一种实用性很强的电能表更换方法,该方法基本步骤是通过换表线先行并入新表,然后拆离旧表,最后装上新表。该方法具有不须用户停电、不存在电量损失、电量交接简单、绝缘防护完善等优点。

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。

铝圆管换热器在VRF热泵室外机应用可行性分析

通过利用仿真模拟和实验测试两种手段对内螺纹铝圆管换热器在某家用多联机空调热泵机型4 HP室外机的可行性应用进行了研究。从换热性能和成本两方面考虑,来确定此类换热器替换原来内螺纹铜圆管换热器的设计原则和改善措施。模拟与测试结果表明:相同运行工况条件下,对于管径Φ7 mm铜管换热器,如使用同排数管径Φ7 mm铝圆管换热器进行直接替换(其他结构特征不做改动,如管间距、排间距、翅片间距、流路等),整机制冷能效平均降低了2.2%,制热能效平均降低了1.8%,但可通过增加换热面积,调整流路设计,改良胀管工艺、内螺纹齿形进行改善。

LG351井油管粘扣原因分析及预防

对LG351井油管下井全过程进行了调查研究。通过调查研究和实际应用认为,油管引扣不到位,则容易发生粘扣和错扣;上扣控制方法不当,上扣扭矩过大,则容易发生粘扣。要保证油管下井质量,应严格执行油管使用及维护作业规程,在螺纹接头保护、清洗、检查、修理、螺纹脂、对扣、引扣、上扣速度、上扣扭矩、上扣控制方法等方面严格把关。

低螺纹管的冷凝换热分析

管壳式冷凝器是制冷空调、石油化工行业中应用广泛的一种换热器。在制冷工程中常用低螺纹管作为换热管 ,使其具有更好的换热特性。本文对低螺纹管的膜状冷凝换热进行了分析计算 ,建立了低螺纹管基本换热单元面积计算和低螺纹管在基管、翅片及翅顶上的凝结换热模型以及管簇对冷凝换热的影响模型 ,并对影响其换热的结构参数和运行参数进行了分析探讨。模型对观客换热器得失优化设计和运行分析具有重要的理论价值和实际应用意义。

大庆油田断裂油管失效分析

对大庆油田某断裂油管进行了失效分析，认为该油管断裂属于疲劳断裂失效。油管螺纹齿底的原始加工刀痕是造成裂纹萌生的主要原因，萌生的裂纹在油管承受的拉－拉脉动载菏作用下发生疲劳扩展，最后导致油管断裂失效。

油套管螺纹粘扣原因分析及研究现状

螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式,一直是国内外石油管应用领域的研究重点。通过对粘扣失效机理的研究,分析了油套管螺纹在制造厂加工装配和油田现场使用过程中螺纹发生粘扣现象的各种原因,介绍了目前国内外抗粘扣技术的研究现状,探讨了进一步研究的方向。

抽油机井油管螺纹的磁记忆检测技术

金属磁记忆检测技术适用于铁磁性金属构件失效的早期诊断. 分析了油管螺纹的磁记忆检测方法,使用TSC-1M-4应力集中磁指示仪检测了油管螺纹,并进行了数据分析. 分析结果表明,磁记忆检测技术是检测油管螺纹缺陷和应力集中程度的有效方法.

大庆油田脱扣油管失效分析

对大庆油田某脱扣油管进行了电镜分析、化学成分分析、机械性能测试和金相组织观察等实验研究，认为由于油管螺纹密封不严而发生泄漏，油管螺纹长期被原油冲蚀，造成螺纹齿形减薄、变形，最终导致油管脱扣。

API油套管粘扣原因分析及预防

对塔里木油田API油、套管粘扣问题进行了全面调查研究,对部分油、套管抽样进行了上、卸扣试验,并在几口井进行了油、套管下井试验。认为API油、套管粘扣原因既与产品质量有关,也与使用操作不当有关。油、套管螺纹加工质量不高,更容易发生粘扣。为保证油、套管的质量,制定了塔里木油田油、套管抽样上、卸扣试验补充技术条件。使用操作不当导致油、套管粘扣的因素主要包括碰伤、偏斜对扣、引扣不到位、上扣速度快、上扣扭矩不当等。为解决油田使用操作不当导致的粘扣问题,研制了预防油、套管粘扣的新型引扣钳专利产品,并制定了塔里木油田油、套管使用和维护操作规程。经过在几口井推广应用以上预防措施,有效地防止了由于操作不当导致的油、套管粘扣。

API圆螺纹连接上卸扣过程中温度场分布的实验研究

粘扣是油套管接头的主要失效形式之一,直接影响油套管的密封性能和连接强度。以J55Φ73 03mm×5 51mmAPI不加厚圆螺纹油管为实验样本,利用TH7102型热像仪对在不同上卸扣速度和扭矩作用下螺纹连接部位温度场的分布进行了动态测试。根据摩擦磨损理论对影响螺纹连接部位温度场的分布和粘扣失效的主要因素进行了研究和总结,实验表明螺纹连接部位温度场分布不均匀,当接箍螺纹外表面温度超过60℃时,油管啮合螺纹一般会出现粘扣失效现象。

油管螺纹检测传感器的设计

油管螺纹部分的损伤是油田采油过程中造成事故、返工的一个重要原因,因此需要对其定期进行检测。提出一种专门用于检测工件端部的局部漏磁检测方法,介绍了一种油管螺纹漏磁检测传感器的设计方法。该检测传感器主要由磁化部分、磁感应部分、直线扫描驱动部分以及等空间采样控制4部分组成,可对油管螺纹部分经常出现的断扣、丝扣磨损、根部裂缝、粘扣以及油管螺纹区锥度的变化等缺陷进行准确、快速的检测,适合于现场检测的要求,具有非常广泛的应用前景。

J55油管螺纹工作特性研究

通过对J5 5油管螺纹内壁的应变测量和有限元计算 ,指出正常工作状态下 ,油管螺纹内部处于弹塑性状态。螺纹端部和尾部第 1啮合齿的根部已进入屈服区。油管螺纹与接箍螺纹联接后会发生变形协调 ,有利于提高螺纹联接质量。油管螺纹联接的失效以螺纹断裂、漏失和螺纹损伤为主 ,与配合螺纹的几何尺寸、上螺纹扭矩和油管的工作载荷有关。