Strength differential effect and influence of strength criterion on burst pressure of thin-walled pipelines

In the framework of the finite deformation theory, the plastic collapse analysis of thin-walled pipes subjected to the internal pressure is conducted on the basis of the unified strength criterion （USC）. An analytical solution of the burst pressure for pipes with capped ends is derived, which includes the strength differential effect and takes the influence of strength criterion on the burst pressure into account. In addition, a USC- based analytical solution of the burst pressure for end-opened pipes under the internal pressure is obtained. By discussion, it is found that for the end-capped pipes, the influence of different yield criteria and the strength differential effect on the burst pressure are significant, while for the end-opened pipes, the burst pressure is independent of the specific form of the strength criterion and strength difference in tension and compression.

内牙水管接头的注塑模具设计及CAE仿真

针对一端带有内螺纹和另一端为光孔的水管接头,设计了一套带有齿轮传动+抽芯液压缸的自动脱螺纹机构和斜导柱侧抽芯机构的三板式注塑模具。首先,结合塑件的结构特点,确定了点浇口进胶以及浇口位置和直流循环式的冷却回路,利用模流仿真分析软件moldflow对确定的模流分析模型进行注塑成型工艺过程模拟分析。结果表明,塑料熔体的充填时间、缩痕指数、气穴分布以及翘曲变形量等成型工艺参数都在合理范围之内,验证了浇注系统和冷却系统设计的合理性。其次,对模具结构进行设计,将主分型面取在塑件的轴心面上,其余两个分型面顺序分型实现浇注系统凝料的自动脱落。由于塑件为带内螺纹的管状零件,针对内螺纹脱模难的问题,设计了齿轮传动机构驱动螺纹侧型芯旋转和抽芯液压缸的直线移动的两套运动机构实施自动脱螺纹,塑件光孔部分的成型和抽芯采用斜导柱侧抽芯机构来实现。通过模流分析,验证了模具结构的合理性,并且缩短了模具设计的开发周期,有效地提高了塑件的成型质量。

S135钻杆接头螺纹三维参数化建模及力学特性分析

S135钢级钻杆在矿井勘探、探放水、瓦斯抽采等钻孔施工中得到了广泛使用。然而,由于钻杆接头螺纹承受轴向拉压、扭转、弯曲及其复合载荷的循环作用,导致接头螺纹的使用寿命远远低于其设计寿命,是整个钻杆结构中最薄弱的环节。因此,通过万能拉伸试验获得钻杆接头材料的力学性能参数,经计算转化得到其本构参数,对钻杆接头进行有限元分析。为了提高有限元分析效率,推导垂直于钻杆接头轴线的螺纹截面轮廓几何表达式,基于旋转、抬升、缩径和连接节点的设计思路,提出了一种考虑钻杆接头锥度和台肩的三维螺纹参数化建模方法,并根据单元和节点之间的关系开发了钻杆接头连接的参数化三维六面体网格建模程序,通过与交互式建模方法计算结果的对比验证了其有效性和可行性。此外,对上扣扭矩、压扭及压弯扭复合载荷作用下接头外螺纹的力学特性进行了分析。结果表明:3种工况下钻杆接头外螺纹上的应力近似呈现“浴盆”形态,第1螺纹牙上的应力最大;随着圈次的增加,螺纹牙上的应力迅速下降,最后一圈螺纹牙上的应力呈现上升趋势;在弯矩的作用下,螺纹牙上的应力具有非对称特征。在接头螺纹设计时,必须考虑井眼曲率的影响并且需要重点关注接头压缩边第1螺纹牙上的应力。

基于机器视觉的石油管具螺纹缺陷检测系统

石油工业中的管具螺纹检测面临狭小空间、光线不足和几何复杂性等挑战,传统的人工检测方法效率低且错误率较高。为此,提出了一种基于机器视觉的自动化内螺纹检测方案,旨在提升检测精度与效率。通过优化图像采集系统,显著提高了图像采集速度和质量,确保在光线条件不佳时获取清晰的螺纹图像。采用圆柱模型拼接技术,将多个螺纹图像合成为全视野视图,增强了检测的全面性。在图像处理方面,系统结合YOLOv8深度学习模型,能够快速准确地定位和分类螺纹缺陷。研究结果表明:该技术在狭小空间内表现出色,提供了高效、可靠的解决方案,满足了石油管具行业对高效、精准检测的需求,显著提升了管具的安全性和可靠性,具有广泛的应用前景。

不锈钢管材激光螺纹状弯曲试验研究

管材激光弯曲加工与传统弯管加工方法相比具有明显优势,其弯曲精度高,应用范围广泛,是具有很大发展潜力的新型塑性成形工艺。复杂的三维管材弯曲件可以看成为沿其轴线上各点连续单向弯曲的组合。本文采用分段处理的方法,对规格为φ10 mm×1 mm(外径×厚度)304L不锈钢管的螺纹状弯曲进行了实验研究,探讨了管材螺纹状弯曲的加工工艺过程。

煤矿定向钻杆接头螺纹牙形角对应力分布的影响

煤矿定向钻孔技术具有钻孔深、轨迹可控、瓦斯抽放孔覆盖面积大等优点,在煤矿瓦斯治理中得到广泛应用。定向钻杆接头螺纹是最薄弱部位,经常出现钻杆螺纹断裂事故。基于非线性接触理论建立二维轴对称有限元模型,分析了不同牙形角对螺纹应力分布的影响。研究发现,公螺纹和母螺纹的最大应力均出现在台阶处的牙根部,公螺纹的应力大于母螺纹的应力。该研究对优化钻杆设计、降低钻孔事故率、保证正常钻进具有十分重要的意义。

主动钻杆公接头加工工艺技术研究

主动钻杆是自动钻机的关键零部件之一,在自动钻机钻进过程中起至关重要的作用,而主动钻杆公接头螺纹使用寿命的高低直接决定自动钻机的钻进效率,其质量优劣主要取决于公接头热处理加工工艺。原公接头渗碳、淬火后的防渗部位依然硬度过高、渗层过深,摩擦焊接端及外螺纹表面被淬透,螺纹表面抗冲击韧性较差,使用过程中主动钻杆摩擦焊缝及公接头螺纹易脆断,进尺较浅。为解决该问题,研究采用了新型的加工工艺方法,提升了主动钻杆公接头螺纹耐磨性及摩擦焊缝接头的综合力学性能,避免渗碳、淬火后涂抹防渗剂的各种弊端及质量问题,其适应性增强,质量可靠,提高了主动钻杆的使用寿命。

螺纹扩大体钢桩在深基坑支护工程中的应用研究

螺纹扩大体钢桩是近年来江浙沪地区逐渐兴起的一种新型斜向支护结构,与传统钢筋混凝土内支撑相比具有施工便捷、工期缩短、成本节约等优势。文章结合苏州工业园区某大面积深基坑工程,对螺纹扩大体钢桩的应用进行介绍,重点对支护型式的选择及施工工艺进行阐述;静载试验结果表明,螺纹扩大体钢桩承载力满足设计要求;启明星软件计算结果和现场监测数据均显示,钢桩的变形控制效果好,该项目的成功经验可供类似工程借鉴与参考。

钻杆内螺纹接头自动化加工工艺试验研究

针对钻杆接头内螺纹传统车削方式劳动强度大、人工成本高的问题,通过零件图样和工艺分析,试验对比了铣削加工和改进后的车削加工效果,结合加工的经济性和质量稳定性,设计了一种基于车削路径和高压冷却液冲洗断屑的工艺方案,为实现内螺纹接头全自动化加工提供了技术支撑。

含内外螺纹管接头注射模设计

针对管接头同时有内外螺纹的结构,设计了1模2腔的模具,成型塑件的外螺纹及外圆柱面设计了斜导柱+弹簧+滑块的脱模机构,为了实现塑件内螺纹结构的自动脱模,设计了液压缸+齿轮齿条+齿轮传动+螺纹螺母的脱膜机构,在开模前通过液压缸活塞杆驱动该机构运动,使内螺纹型芯一边旋转一边上升完成脱模。经实际生产验证:模具动作稳定可靠,成型的塑件质量符合要求。

工程勘察行业常用钻进工艺的特点及优化分析

结合工程勘察的实际情况,分析了岩芯管钻进、螺纹钻钻进、三翼钻钻进和冲击钻钻进所适应的地层,介绍了各工艺钻进过程、对土体的扰动破坏情况、施工作业程序等特点,总结了这四类钻进工艺的优缺点。根据工程勘察实践经验及对各钻进工艺机理的分析研究,对于黏性土和以黏性土为主的夹层或混合土,从分层判别准确性、原状土采取质量和标准贯入试验数据可靠性分析,螺纹钻钻进工艺有绝对的优势。在工程勘察行业领域中广泛使用的四类钻进工艺目前并无重大突破,相关的各类钻进设备相对陈旧老化,进一步阐述了钻进工艺改进优化的研究进展,提出了工程勘察中钻进工艺的研究方向和期望。

基于电测法的定向钻杆接头应力分布实验研究

煤矿定向钻杆在孔内受弯曲、扭转、振动及拉压等各种载荷作用,施工过程中经常出现钻杆断裂事故,应力集中是造成钻杆断裂的重要原因之一,研究钻杆接头螺纹的应力分布对预防钻杆断裂具有重要的意义。本文以电阻应变测量为基础,搭建定向钻杆全尺寸实物应力测试实验平台,对钻杆接头进行了拉伸应力实验,并将各个实验数据绘制成应力分布曲线。研究结果表明:钻杆公接头应力大于母接头应力,公接头和母接头的最大应力均在齿3的位置。通过应力分布趋势和各齿应力值的方式验证了仿真模型的正确性,提供了一种验证钻杆仿真模型正确性的方法。本研究的实验数据和应力分布曲线为钻杆有限元仿真提供了可靠的数据支撑。

复合载荷下矿用钻杆接头螺纹应力分析

基于有限元分析法建立了钻杆接头模型,对比分析了钻杆双顶结构和无双顶结构的钻杆接头在上扣扭矩、轴向载荷、弯曲扭矩复合载荷作用下螺纹接触面的受力状态和应力分布情况。结果表明:复合载荷作用下2种结构接头受拉面螺纹应力大于受压面螺纹,双顶结构螺纹应力小于无双顶结构;无双顶结构的受压面螺纹应力分布呈现两头大、中间小的不均匀状态,双顶结构螺纹应力分布较为稳定。

中缅原油管道泵出口压力表管线螺纹接头力学特性研究

中缅原油管道泵出口压力表管线存在持续微振、压力高、温差变化大等情况,导致螺纹接头处常出现渗漏油现象,严重威胁管道系统安全。采用有限元软件对1/2NPT规格的现场管螺纹力学特性进行数值计算,发现螺纹面上的振动频率从30 Hz增大到150 Hz过程中,最大Mises应力及最大剪切应力均明显减小,分别减小了14.11%和12.84%;管道内压从4 MPa增大到12 MPa过程中,螺纹面上的最大Mises应力及最大剪切应力明显增大,分别增加了247.2%和242.5%;环境温度对螺纹受力影响很小,当温度从10℃增大到80℃时,最大Mises应力仅增大了0.00019 MPa。振动是导致管螺纹接头失效的最主要原因,且振动频率135 Hz是现场螺纹受力急剧变化的临界点,应采取必要的减振措施来保证连接安全。

油套管螺纹连接抗粘扣技术的研究现状及展望

螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式 ,一直是国内外冶金和石油系统的研究重点。对油套管粘扣现象作了简单的解释 ,通过对国际上近 2 0年来油套管螺纹连接抗粘扣技术研究情况的分析总结 ,归纳了各种关于管螺纹粘扣失效的机理研究、管螺纹参数优化及其检测研究、螺纹脂和螺纹镀层的研究、油套管特殊螺纹连接的研究、油套管上卸扣的操作规范的研究 ,介绍了其主要研究成果 ,指出存在的问题 。

钻杆接头螺纹粘扣原因分析

某油田先后出现多起钻杆接头螺纹粘扣事故,且都为新钻杆,给油田造成了较大的经济损失。为了避免此类事故的再次发生,结合现场调查,通过对钻杆粘扣的接头螺纹形貌进行宏观观察,及对接头材料的力学性能、化学成分、金相组织进行了全面的试验分析。结果表明,该次螺纹大面积粘扣与接头材质无关,而是井队在接立柱过程中,立柱中心轴线与入井钻杆轴线同心度偏差较大,在螺纹旋合时引起偏斜对扣,造成接头螺纹碰伤,以及高速引扣,引起公母螺纹牙齿相互干涉,造成螺纹面的挤压磨损,塑性变形,最终导致大面积的接头粘扣。最后根据失效原因,提出了相对应的改进措施和建议。

钢管漏磁方法在线计算机检测系统

本文整体介绍了钢管漏磁检测系统 ,对关键硬件及外围电路的设计原理给予了说明 ,借助 Windows系统平台 ,用 VisualC+ + 面向对象编程语言 ,采用多线程和虚拟设备驱动技术编制了数据采集分析、状态显示、实时控制等多功能模块化软件 ,操作性强 ,系统现场自动化程度高、应用效果良好 ,为钢管高效。

不同干燥法对呼吸机螺纹管消毒后保存时间的影响

目的探讨不同干燥法对呼吸机螺纹管消毒后保存时间的影响。方法将消毒后的呼吸机螺纹管分为三组：不能耐受高温的部分随机分为自然晾干法（A组）和95%酒精冲洗法（B组）,能耐受高温的部分采用烘干箱烘干法（C组）,在消毒后即刻、7d、14d、21d、28d和35d采样672次进行细菌学检测,用相对数＂阳性率＂和＂不合格率＂进行描述性分析。结果呼吸机螺纹管消毒后即刻采样细菌学检测均无细菌生长;消毒后保存7d进行细菌学检测,阳性率A组为7.69%、B组为7.50%,P〉0.05两组比较差异无显著著意义;A组消毒后7d采样不合格率达7.69%,B组在消毒后保存7d、14d、21d、28d未采集到不合格的样本,保存35d的不合格率占10%;C组采样样本225份,均无细菌生长;在6～8月潮湿季节内,A组的阳性率达19.35%,不合格率占16.12%;B组的阳性率达15.78%,不合格率占5.26%;在1月、2月、12月的干燥季节内,A组的阳性率达7.14%,未发现不合格样本;B组均未采集到阳性样本。结论潮湿季节不能采用自然晾干法干燥保存呼吸机螺纹管,95%酒精冲洗法干燥保存的呼吸机螺纹管在7d内能达到消毒合格;干燥季节内三种不同的干燥法保存的呼吸机螺纹管,四周内未采集到不合格的样本;烘干箱烘干法干燥保存的呼吸机螺纹管不受季节的影响,其保存时间可达35d。

金刚石绳索取心钻杆接头螺纹的优化研究

金刚石绳索取心是一种高效优质、快速经济、应用广泛的钻探技术。我国绳索取心钻杆螺纹强度低,使用寿命短,钻杆折断事故时有发生,不能满足深孔钻进的需要。以接触非线性有限元理论为基础,运用大型通用有限元分析软件研究了钻杆接头螺纹螺距及螺纹长度等参数对螺纹强度的影响规律,并实现了对螺距和螺纹长度等的优化。研究结果表明,适当增大螺距及螺纹总长度,可以有效改善接头螺纹内部的应力分布状态,优化后的接头螺纹整体强度提高约15.4%。

钻杆螺纹失效分析及改进措施

介绍了钻杆接头螺纹的失效类型,采用弹性有限元方法建立了钻杆联接螺纹分析模型;讨论了钻杆断裂的具体失效原因,针对钻杆断裂的原因,在结构上提出了增加应力减荷槽和切削公扣大端第1牙高度的改进方案。