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。

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。

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。

螺纹管吸附式名优茶采收器设计与试验

针对名优茶选择性采摘时,因茶叶附壁导致收集成功率低的问题,根据一芽二叶的物理参数设计了一种螺纹管吸附式茶叶采收器。通过预试验得到了影响茶叶收集成功率的因素:负压、螺纹线数和螺纹导程的参数范围;采用Fluent仿真和Box-Behnken响应面分析法,研究各因素对茶叶收集成功率的影响。试验结果表明:3个因素改变管内近壁面处的空气切向速度;各因素对收集成功率的影响显著性主次排序为:负压、螺纹导程、螺纹线数;以茶叶收集成功率为优化目标对各参数进行优化并对优化后的参数取整,得到参数为:负压H=120 Pa、螺纹线数N=9、螺纹导程S=95 mm。以优化后的参数进行吸附式收集试验,结果表明收集成功率为98%,即优化后收集成功率相较于优化前提高26个百分点,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。

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.

油井管柱液压动力钳校验技术改进研究

在石油天然气的勘探开发中,需要通过螺纹将单根的油井管连接成油井管柱以形成油气流通通道。油井管柱在服役过程中承受高温、高压、外挤、弯曲和扭转等复合载荷的作用,管柱的薄弱环节是接头的螺纹连接部位,上扣扭矩值对其连接强度和密封性能有重要的影响。液压动力钳是进行油井管柱螺纹连接的主要工具,进行液压动力钳扭矩校验技术研究,对精确控制螺纹连接的上扣扭矩、保证螺纹连接强度与密封性能具有重要意义。以塔里木油田在役的国内外液压动力钳为例,探讨了液压动力钳的发展和技术现状,分析了上扣扭矩控制对螺纹连接质量的影响和现有液压动力钳校验技术及其存在的问题,提出了一种基于液压动力钳输出终端的扭矩校验方法,该方法可以更准确地检验液压动力钳的输出扭矩精度。

特殊螺纹油管接头现场端接箍胀大原因分析

针对某西部油田商检时发现的特殊螺纹油管接头现场端接箍胀大问题,进行调查研究、有限元分析、上扣验证试验和密封验证试验。结果表明:特殊螺纹油管接头工厂端上扣后,现场端接箍的螺纹中径胀大很小,但密封面直径胀大较大;接头的壁厚越厚、上扣转矩越大、拐点转矩越低和台肩宽度越窄,密封面直径胀大就越明显。研究还发现接箍过大的胀大量会导致接头密封失效。为防止接箍胀大而影响密封性能,建议生产厂严格控制拐点转矩、适当延长转矩台肩宽度,并将这两项指标列入检验标准;同时,建议油田制订验收标准时限定接箍密封面直径胀大量,并据此调整验收标准的公差范围。

油套管螺纹接头密封面粘扣试验与分析

为了研究油套管螺纹接头不同密封结构参数与密封面粘扣的关系,以Φ346.08 mm×15.88 mm P110套管特殊螺纹接头为例,设计了不同的密封面参数,并进行实物上、卸扣试验,通过试验分析提出可以用摩擦功这一量化指标来表征密封面抗粘扣性能。研究表明,当摩擦功小于387 kJ时,粘扣风险较低;密封结构不匹配会导致密封面接触发生“犁削效果”,即使摩擦功很小也会发生粘扣,属于非正常摩擦磨损。

异锥度气密特殊螺纹油管接头密封特性研究

基于虚位移原理,建立了异锥度气密特殊螺纹接头(简称接头)的连接控制方程,并建立三维有限元模型,分析其在不同的机紧转矩和井下复杂工况条件下的力学响应特性。结果表明:在常见的工况下,接头的最大应力均小于材料的屈服应力;对于接头的密封结构,其主密封面的密封性能优于次密封面的密封性能;随着机紧转矩的增加,接头密封结构的平均接触压力与机紧转矩呈线性关系;轴向拉力和弯矩对接头密封结构的主、次密封面有不同程度的影响,但当机紧转矩值大于一定值后,其影响力将缓慢减弱并最终趋于稳定。分析结果对于接头的现场应用具有参考意义。

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。

山区天然气管道-滑坡体系下花管微型桩与螺纹微型桩支护性能对比试验

山区天然气管道工程难免会遭遇滑坡等地质灾害的影响,这给穿越滑坡区域的沿线管道的安全运营造成严重威胁。文章以中贵天然气管道K558+700滑坡为工程背景,通过室内大型物理模型试验,研究对比花管微型桩与螺纹微型桩两种新型支挡结构在管道滑坡中的支护机理及适用性。试验表明:(1)花管微型桩山侧及河侧峰值土压力沿桩深分布形式基本相似,大体呈“S”曲线形,桩后土体土拱效应明显,且在各级荷载下分布形式大致保持一致,总体来说花管桩侧土压力分布规律为桩中最大,桩顶次之,桩底最小;滑带附近的桩体周围土压力较大,在抗滑桩设计工作中应重点考虑优化。(2)螺纹桩山侧峰值土压力沿桩深分布图大体呈双“S”曲线形,河侧峰值土压力相比山侧分布形式产生了较大差异,桩底的土压力相比山侧有很大幅度减小;随外部荷载的增加桩周土压力增加幅度较大,表明螺纹微型桩在横向承载性能方面有所欠缺。(3)花管桩桩身弯矩沿深度方向呈“M”形分布,桩身离模拟滑面以上5 cm位置处产生最大正弯矩;螺纹桩桩身弯矩分布沿深度方向呈“S”形,桩体正负弯矩位置在模拟滑面附近大致呈旋转对称分布,滑面以上大部分区段为负弯矩,滑面以下为正弯矩;在相同推力荷载工况下,螺纹微型桩变形程度大于花管微型桩。(4)在滑坡作用下花管微型桩可以有效减小传递到管道的坡体应力,在一定程度上预防管道受力破坏;而螺纹桩在较大横向荷载下抗弯性能不足,变形严重,破坏后不能有效承担滑坡推力,传递到桩前管道的应力较大,从而导致管道变形程度更为强烈。在本试验条件下,花管微型桩对管道的保护效益突出,更适用于作为管道—滑坡区域的支挡结构。

改良俯卧折刀位在马蹄形肛瘘术中的应用

目的:探讨改良俯卧折刀位在多切口拖管术联合中医挂线应用于马蹄形肛瘘手术中的效果。方法:选择60例马蹄形肛瘘患者,按照随机数字表法分为两组,每组30例。两组均进行多切口拖管术联合中医挂线治疗,对照组以截石位进行手术,观察组以改良俯卧折刀位进行手术。比较两组术中生命体征、体位摆放时间、手术满意度与体位不良反应发生情况。结果:两组术中生命体征比较,差异无统计学意义(P>0.05)。观察组体位摆放时间短于对照组,满意度高于对照组,手术体位不良反应发生率低于对照组,以上差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:多切口拖管术联合中医挂线在马蹄形肛瘘手术中应用改良俯卧折刀位效果确切,体位摆放时间短,患者满意度高,且不会对术中生命体征造成不良影响。

油套管螺纹检测体系精度分析

介绍了ASME B 1.3标准中规定的螺纹测量体系,说明了API Spec 5B(第16版)中螺纹尺寸测量验收体系的测量精度等级;通过分析螺纹的单一中径、作用中径、螺距、椭圆度等单项参数之间的关系,说明了API Spec 5B(第16版)主要修订内容——单一中径测量和椭圆度测量在油套管螺纹测量验收体系中的重要性和必要性,对建立油田使用的油套管非标准螺纹的尺寸验收测量体系提供了指导意见。

内衬管螺纹连接中空圆钢管混凝土的轴压性能实验

提出采用内衬管和螺纹连接方式连接长圆钢管混凝土。以螺纹的长度、深度和位置为基本参数设计12个内衬管螺纹连接中空圆钢管混凝土短柱,并进行轴压试验,分析不同参数对试件轴压承载力和刚度的影响。结果表明,试件的轴压力-纵向压缩量曲线可以划分为弹性阶段、弹塑性阶段和下降段。内衬管螺纹连接试件的承载力和刚度与无连接试件或者焊接试件基本持平。在本文的研究参数范围内,端截面内衬管螺纹连接试件的承载力和刚度均高于中截面内衬管螺纹连接试件,试件的承载力和刚度随着螺纹长度与深度的增加而增大。依据理论计算结果与实验结果的对比,给出内衬管螺纹连接圆中空钢管混凝土轴压承载力计算方法的建议。

煤层气井内衬油管螺纹失效原因分析

受内外部地层及机械压力、介质腐蚀以及施工作业环境等多重因素的影响,J2-46X7煤层气井发生了内衬油管螺纹泄漏失效。为了确定该内衬油管的失效原因,对失效油管样品的宏观和微观断口、化学成分、金相、力学性能及水样进行了试验分析。结果表明,失效油管材料的化学成分和拉伸性能试验结果符合API Spec 5CT标准的要求,但失效油管接箍材料的抗拉强度不符合API Spec 5CT标准的要求。该井油管的失效类型为缝隙腐蚀,而该油管在井口连接上扣时螺纹没有上紧是导致其发生缝隙腐蚀的主要原因。另外,地层水含有的氯离子进一步加速了螺纹的缝隙腐蚀,最终使油管螺纹发生了泄漏失效。

结构参数对内螺纹管湍流传热影响的分析

为提高内螺纹管换热效率,采用Fortran语言编程,以水为介质(其Pr=5.42),对在雷诺数Re=20000~60000、螺旋角α=15~45°、齿高E=0.20~0.60 mm、齿条数Ns=20~52条件下,内螺纹管内流体周期性充分发展的湍流传热性能进行了研究。通过分析雷诺数Re、螺旋角α、齿高E、齿条数Ns的变化对努赛尔数Nu的影响,以及Nu关于Re的指数关系变化,得出了在研究范围内增大Re、α、E、Ns,均可提高内螺纹管换热能力的结论。其中螺旋角α对内螺纹管传热性能的影响最为明显,而齿条数Ns的增大对内螺纹管传热性能的影响并不显著。