套管偏梯形螺纹接头泄漏机理的有限元分析

用弹塑性有限元法 ,建立了API套管偏梯形螺纹接头接触问题的有限元力学模型。根据该力学模型 ,讨论了四种不同载荷 ,即 ,无过盈配合 ,套管轴向拉伸载荷 5 0MPa ;径向过盈配合 0 .0 5mm ,无轴向应力 ;径向过盈配合0 .0 5mm ,轴向拉伸载荷 5 0MPa ;径向过盈配合 0 .1mm ,轴向拉伸载荷 336MPa。文中详细分析了这 4种载荷下 ,API偏梯形螺纹的接触压力分布大小以及其螺纹之间的间隙 ,为其泄漏机理研究提供了研究思路和方法。研究结果表明 ,偏梯形螺纹之间大部分存在着间隙 ,其密封性存在着较大的隐患 ,因此 ,提出开发特殊螺纹接头套管 ,以适应我国西部高压深井。

套管接头泄漏和滑脱机理探讨

在深井、超深井、大位移井和水平井中 ,套管接头泄漏和滑脱特性是国内外油气井管柱力学研究的永恒主题。通过调研国内外大量文献资料 ,探讨了套管螺纹泄漏机理、螺纹滑脱机理研究的思路和研究方向———除实物试验外 ,有限元法是可行的简便方法之一。运用有限元法 ,对套管偏梯形螺纹接头和圆形螺纹接头进行了研究 ,得出了偏梯形螺纹接头在牙侧角为 3°、5°和 10°时 ,滑脱载荷随加载过程的变化曲线 ;圆形螺纹接头在锥度为 1/14、1/16和 1/17时 ,滑脱载荷随加载过程的变化曲线。其研究结果 ,在深井、超深井和复杂井套管柱设计中 ,为套管接头螺纹的选择提供了理论数据。