弧形螺纹套管接头的设计及应力分析

提出了API长圆螺纹套管接头的弧形设计思想;通过有限元分析,比较了圆锥螺纹和弧形螺纹的螺纹接触应力分布。计算分析表明:弧形螺纹能优化接触应力分布,既容易加工、不增加成本,又能减少螺纹黏结的发生,提高套管使用寿命。

?244.5mm套管长圆螺纹接头有限元分析

基于虚功原理和变分原理,建立了套管螺纹与接箍螺纹弹塑性接触的有限元分析方法,在该方法的基础上建立了?244.5mm(95/8in)套管长圆螺纹接头的有限元力学分析模型,研究了预紧力、轴力、内外压力、弯矩和扭矩等载荷的施加方式,并模拟分析了长圆螺纹接头在3种典型工况(模拟上扣、模拟下套管、模拟旋转套管)下螺纹牙齿的接触压力、位移场和应力场分布规律。研究结果表明:3种典型工况下螺纹牙齿的接触压力、位移场和应力场分布规律基本一致,长圆螺纹接头前4颗牙齿的Von Mises应力和接触压力都最大,在其余牙齿上的Von Mises应力和接触压力分布比较均匀,出现了明显的应力集中区域,将导致螺纹连接在应力集中部位容易失效。

某油田N80钢级长圆螺纹套管螺纹黏结原因分析

为分析Φ244.48 mm×10.03 mm规格N80钢级长圆螺纹套管螺纹黏结原因,检测了该批套管螺纹接头加工质量,检验了套管的材料特性,通过套管上卸扣试验,对比不同接箍表面处理特性等。结果证明:套管材料碳含量较低、硬度低、接箍表面磷化层较薄、附着力差是造成此批套管产品抗螺纹黏结性能较差的主要原因。

长圆螺纹套管接头滑脱原因分析

某水平井发生接箍工厂端圆螺纹套管滑脱,下部套管柱落井而未能打捞出。针对该起套管接头滑脱事故,通过宏观分析、尺寸检测、螺纹参数测量、材料理化性能检验、实物试验、力学分析等方法对滑脱原因进行了分析。结果表明:接箍紧密距参数不合格和套管抗粘扣性能差是套管接头发生脱扣失效的原因。