特殊螺纹接头接触应力计算与分析

为探究特殊螺纹接头的力学特性,针对生产完井管柱开展了螺纹接头接触应力分析。建立了生产完井管柱的数值分析模型并进行了管柱载荷分析,得到不同工况下油管接头的承载情况,基于弹性力学理论建立螺纹接头上扣扭矩、接触应力与过盈量之间的计算关系,应用静力学方法建立了特殊螺纹接头的数值分析模型,通过定义过盈量的方式模拟了特殊螺纹上扣过程,计算方法与结果分别得到了已有试验结果和理论分析的验证,证明了此方法在模拟特殊螺纹上扣过程时的可行性,并基于此结果进行了管柱载荷对接触应力的影响分析,结果表明轴向拉力和内压作用均会在一定程度上降低螺纹接头接触应力水平。

低压水射流空化喷嘴油管清洗数值模拟与试验研究

油管内壁结垢、结盐、结蜡、锈皮、稠油堆积等现象会造成内壁空间减小,增大了输油阻力,耗费了大量的电能,严重时甚至造成油管堵塞。为了揭示空化射流清洗油管的清洗机理,研究空化射流喷嘴的射流特性,提出了一种角形空化喷嘴模型。课题设计制造了低压空化水射流油管内壁清洗实验台,利用空化产生的气泡在破灭瞬时产生高温高压来清洗油管内壁。实验台采用电动控制小车在滑道上前后限位行走,转杆带动前端空化喷头在油管内壁进行旋转喷射,低压清洗油管内壁。采用ICEM软件进行了模型的网格划分,采用VOF模型对空化喷嘴内部流场进行了数值模拟,得到了速度场、压力场、气相体积分数的分布规律。通过高速摄像机拍摄了清洗内壁过程,模拟结果与试验验证结果符合良好,效果显著,既降低了高压设备清洗带来的危险,又降低了高压射流带来的不必要的成本。研究结果表明:进水压力在11~13 MPa左右时,喷嘴空化性能和冲洗效果最好;射流液体的温度对空化的影响较大,在50℃附近时气体含量开始起主导作用。该研究成果对于油管清洗实验台及喷嘴选择具有一定的指导意义。