井圓螺紋套管接頭滑脫事故分析

建立套管接頭內(nèi)、外螺紋牙嚙合物理力學(xué)模型,依據(jù)螺紋嚙合對(duì)變形協(xié)調(diào)方程和單個(gè)螺紋牙軸向彈性變形分析,推導(dǎo)出套管接頭螺紋牙承載分布不均性規(guī)律及其法向接觸力計(jì)算方程組,并利用有限元計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了螺紋牙受力解析值的可參考性.結(jié)合彈性力學(xué)理論和api偏梯形螺紋計(jì)算準(zhǔn)則,根據(jù)可靠度理論建立特殊螺紋套管接頭三種連接失效形式的極限狀態(tài)方程,利用montecarlo方法對(duì)服從正態(tài)分布的螺紋各項(xiàng)加工參數(shù)進(jìn)行抽樣,統(tǒng)計(jì)得出套管接頭發(fā)生連接失效的概率及其相應(yīng)可靠度.計(jì)算結(jié)果表明:特殊螺紋套管接頭各連接失效形式的可靠度由大到小排序?yàn)槁菁y跳扣>管體屈服>螺紋牙剪切>接頭抗拉.

對(duì)ф139.7mm×9.17mm長圓螺紋套管脫螺紋事故進(jìn)行了調(diào)查,對(duì)脫螺紋的套管內(nèi)外螺紋損傷形貌進(jìn)行了宏觀分析和測(cè)量,對(duì)套管材質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)分析,對(duì)該批未用的套管進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn),認(rèn)為套管材質(zhì)和螺紋加工質(zhì)量合格。對(duì)套管旋合螺紋位置和脫螺紋時(shí)的連接狀態(tài)及受力進(jìn)行了分析和計(jì)算,認(rèn)為套管脫螺紋原因是套管接頭旋合螺紋不到位,而且在試油擠保護(hù)液過程中該套管接頭受到震動(dòng)載荷首先發(fā)生松動(dòng),最終在內(nèi)壓作用下發(fā)生脫螺紋。

針對(duì)apispec5b標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋套管量規(guī)只是參照短圓螺紋的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工,需要用一種規(guī)格的量規(guī)測(cè)量外徑相同,但螺紋幾何尺寸不同的多種規(guī)格的長、短圓螺紋套管,增加了判定緊密距測(cè)量結(jié)果難度的問題,提出了凹入量的概念,澄清了凸出量、凹入量及緊密距三者之間的關(guān)系。指出apispec5b標(biāo)準(zhǔn)推薦公式的不足,總結(jié)并給出1組新的方便可行、易于理解又不易出錯(cuò)的緊密距計(jì)算公式供測(cè)量時(shí)使用,以避免檢驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生誤判。分析表明,實(shí)際測(cè)量的凸出量、凹入量均不是緊密距,而是對(duì)緊密距的間接測(cè)量,但可以由此判定緊密距是否合格。

API圓螺紋套管外螺紋接頭緊密距測(cè)量及判定

api標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋套管結(jié)構(gòu)簡單,加工制造容易,成本低,在國內(nèi)外油氣田上廣泛使用。介紹了圓螺紋套管連接強(qiáng)度的影響因素及其發(fā)展趨勢(shì),討論了在不同的粘扣、高溫、高壓等條件下的api圓螺紋套管連接強(qiáng)度,為圓螺紋套管在各油田的繼續(xù)投入使用提供了技術(shù)支持。

api圓螺紋套管接箍尺寸、公差和重量 代號(hào)1 規(guī)格 a 外徑 最小長度 mm 鏜孔直 徑 承載面 寬度重量 kg外徑 d mm w mm 短接 箍 nl 長接 箍 nl qb mm b mm短接箍長接箍 123456789 4-1/2 5 5-1/2 6-5/8 7 7-5/8 8-5/8 9-5/8 10-3/4 11-3/4 13-3/8 16 18-5/8 20 114.30 127.00 139.70 168.28 177.80 193.70 219.08 244.48 273.05 298.45 339.72 406.40 473.08 508.00 127.00 141.30 153.67 187.71 194.46 215.90 244.48 269.88 2

內(nèi)徑接頭形式 aos重型公 制螺紋24° 外錐密封 aol輕型 公制螺紋 24°外錐 密封 aoj美制管 螺紋74°內(nèi) 錐密封 aor英制管螺 紋60°外錐 密封 aof公制 螺紋球形 密封 aoc公制 螺紋74° 內(nèi)錐密封 hos公制 螺紋24° 錐密封 6m16*1.5 m18*1.5 m12*1.5 m14*1.5 7/16"*20g1/4"*19m14*1.5 8m20*1.5m16*1.51/2"*20g3/8"*19m16*1.5m20*1.5 10m20*1.5 m22*1.5 m18*1.59/16"*18m18*1.5m22*1.5 12m24*1.5m22*1.53/4"*16g1/2"*14m24*1.5 16m30*2m26*1.5 m27*1.5 7/8"*14g5/8"*14m30*2 20m36*21

螺紋代號(hào)螺紋代號(hào)螺紋代號(hào) maxminmaxminmaxmin m10*19.979.79g1/8"*289.739.51 7/16"-20unf11.0810.87 m12*1.511.9711.73 1/2"-20unf12.6712.46 g1/4"-1913.1612.91 m14*1.513.9713.739/16"-18unf14.2514.03 m16*1.515.9715.73 g3/8"-1916.6616.41 11/16"-16un17.4317.19 m18*1.517.9717.73 3/4"-16unf19.0118.77 m20*1.519.9719.73 13/16"-16un20.6020.35g1/2"-1420.9620.67 m22*1.521.972

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借鑒國內(nèi)外深海采礦揚(yáng)礦管接頭,結(jié)合其作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)了一種球鉸接頭,使揚(yáng)礦系統(tǒng)不受彎矩和扭矩,相當(dāng)于柔性管。采用能量損失法分析了螺紋脂密封性能,并用有限元法分析了螺紋的滑脫失效。分析結(jié)果表明,在中試系統(tǒng)礦漿流速下,深海采礦揚(yáng)礦系統(tǒng)球鉸接頭部分螺紋機(jī)加工產(chǎn)生的自然通道螺紋脂有良好的密封性能。減小揚(yáng)礦管系統(tǒng)承受的拉力,增大螺紋間的摩擦和螺紋間嚙合齒數(shù),可減小揚(yáng)礦管接頭滑脫的可能性,從而提高系統(tǒng)作業(yè)的可行性和安全性。

對(duì)某井φ177.8mm×10.36mm110特殊螺紋接頭套管脫扣和粘扣原因進(jìn)行了分析,認(rèn)為套管是在嚴(yán)重粘扣之后才發(fā)生脫扣的,套管嚴(yán)重粘扣主要與下井操作不當(dāng)有關(guān)。在套管起吊過程中沒有螺紋保護(hù)器保護(hù)的套管接頭螺紋、扭矩臺(tái)肩和密封面容易被損傷,不使用對(duì)扣器直接對(duì)扣容易導(dǎo)致偏斜對(duì)扣;不引扣而直接開動(dòng)套管鉗高速上扣很容易導(dǎo)致粘扣和錯(cuò)扣;一旦嚴(yán)重粘扣和錯(cuò)扣,套管接頭連接強(qiáng)度就會(huì)大幅度下降,最終導(dǎo)致套管在上提過程中發(fā)生脫扣事故。

油套管接頭的性能是油套管管柱重要質(zhì)量指標(biāo)之一,其選用條件是根據(jù)油氣田工況條件,采用api扣型和特殊螺紋扣型。對(duì)于低壓低產(chǎn)氣井,選用api扣型不能保證氣密封性能,選用特殊螺紋扣型價(jià)格貴、成本高,因此,沒有合適的扣型選用。寶鋼根據(jù)油田低壓低產(chǎn)氣井工況條件,設(shè)計(jì)開發(fā)了經(jīng)濟(jì)型油套管產(chǎn)品,產(chǎn)品通過全尺寸實(shí)物性能試驗(yàn),其上扣完整性、密封完整性、結(jié)構(gòu)完整性達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,并在油田完成了下井試驗(yàn),產(chǎn)品滿足了油田實(shí)際工況的要求,實(shí)現(xiàn)了實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

分析了內(nèi)螺紋襯塑直角管接頭在給水管道中的應(yīng)用特點(diǎn),分析了其成型工藝性,設(shè)計(jì)了1副內(nèi)螺紋襯塑直角管接頭注射模,其中特別探討了潛伏澆口及組合型芯的設(shè)計(jì)要點(diǎn),保證了脫模及抽芯的可靠性,最終實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的成型。

內(nèi)螺紋抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是螺紋塑件脫模機(jī)構(gòu)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。本文介紹兩種帶內(nèi)螺紋pvc-u給水管接頭的設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)分析并比較了這兩種模具螺紋型芯的自動(dòng)脫螺紋方案。

外螺紋直通管接頭

世偉洛克卡套管接頭和轉(zhuǎn)換接頭

鋼筋直螺紋套管連接 技術(shù)交底記錄 技 1-5 2011年6月6日 工程名 稱 河南工業(yè)大學(xué)師 生周轉(zhuǎn)房 h標(biāo)段1#樓 分部 工程 基礎(chǔ) 分項(xiàng)工 程名稱 鋼筋直螺紋套筒連接 交底內(nèi)容： 鋼筋直螺 紋套筒連接 1.適用范圍 本工程≥20mm的鋼筋 2.作業(yè)準(zhǔn)備 （1）熟讀設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)加工 及施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。 （2）所有鋼筋必須有出廠合格證及復(fù)驗(yàn)報(bào)告， 連接套筒應(yīng)有出廠合格證，兩端有保護(hù)套進(jìn)行絲扣 保護(hù)，進(jìn)場(chǎng)時(shí)質(zhì)檢員應(yīng)復(fù)檢合格后方可用到工程上， 鋼筋直螺紋加工必須有檢驗(yàn)記錄。 3.技術(shù)要求 （1）鋼筋先調(diào)直再下料，切口端面與鋼筋軸線 垂直，不得有馬蹄形或撓曲，不得用氣割下料。 （2）鋼筋下料時(shí)必須符合下列規(guī)定： a.設(shè)置在同一構(gòu)件內(nèi)同一截面受力鋼筋的接頭 位置應(yīng)相互錯(cuò)開。同一截面接頭百分率不應(yīng)超過 50%。 b.接頭端頭距鋼筋受彎點(diǎn)不得小于鋼筋直

圓螺紋套管接頭發(fā)生脫扣主要與產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工、材質(zhì)性能、上扣扭矩或上扣位置以及現(xiàn)場(chǎng)操作等方面的因素有關(guān)。近幾年,國產(chǎn)套管質(zhì)量有了很大的提高,然而圓螺紋套管接頭滑脫事故仍時(shí)有發(fā)生,導(dǎo)致了較大的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故的發(fā)生。針對(duì)一起圓螺紋套管脫扣事故,采用理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)脫扣套管和接箍進(jìn)行了宏觀分析和材質(zhì)理化性能試驗(yàn),并對(duì)同批次套管試樣進(jìn)行了螺紋參數(shù)測(cè)量和實(shí)物拉伸模擬試驗(yàn),最后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了綜合分析。結(jié)果表明:現(xiàn)場(chǎng)上扣時(shí)夾持接箍位置錯(cuò)誤、現(xiàn)場(chǎng)端上扣不到位是導(dǎo)致該套管脫扣失效的主要原因。

api偏梯形螺紋套管內(nèi)外螺紋機(jī)緊聯(lián)接時(shí),采用控制接箍端面與管體上三角形上螺紋標(biāo)記之間相對(duì)位置的方式進(jìn)行上螺紋。長期以來,從事石油工程的技術(shù)人員對(duì)此的理解和做法不統(tǒng)一。文章通過對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、資料的對(duì)比分析研究,找出了疑點(diǎn)所在,為今后統(tǒng)一認(rèn)識(shí)提供了可靠的依據(jù)

碳鋼管接頭，內(nèi)螺紋sch80，規(guī)格尺寸見圖紙螺紋標(biāo)準(zhǔn)asmeb1.20. 尺寸數(shù)量單價(jià) 1/8"100 1/4"100 3/8"100 1/2"100 3/4"100 1"100 11/4"100 11/2"100 2"100 21/2"50 3"50 4"50 5"10 6"10 碳鋼半管接頭，內(nèi)螺紋sch80，規(guī)格尺寸見圖紙螺紋標(biāo)準(zhǔn)asmeb1.20. 尺寸數(shù)量單價(jià) 1/8"100 1/4"100 3/8"100 1/2"100 3/4"100 1"100 11/4"100 11/2"100 2"100 21/2"50 3"50 4"50 5"10 6"10 劉漫 2011*11*30

確定了不銹鋼管件套接接頭電子束釬焊的工藝參數(shù),并獲得了良好的釬焊接頭。利用掃描電鏡和能譜分析儀,對(duì)電子束釬焊試樣的顯微組織進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,釬縫區(qū)主要是固溶體組織和少量的化合物;母材區(qū)除了奧氏體組織外,還存在cu元素的晶間擴(kuò)散。

非api套管接頭主要通過金屬對(duì)金屬的徑向過盈主密封結(jié)構(gòu),保證氣井開采時(shí)的井筒內(nèi)氣密性。依據(jù)7in.套管接頭尺寸選用錐面對(duì)錐面徑向主密封結(jié)構(gòu)型式加工試件,通過密封面過盈配合尺寸控制密封預(yù)緊力,測(cè)試不同密封預(yù)緊力下的氣體泄漏率;分別采用車削、磨削和研磨工藝加工接觸面,對(duì)比分析不同表面粗糙度對(duì)氣密性能影響程度;取徑向密封接觸寬度范圍2.5~25mm,測(cè)試相同密封預(yù)緊力和氣體壓力下,不同接觸寬度對(duì)應(yīng)的氣體泄漏率。試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,較高的初始接觸壓力是形成金屬對(duì)金屬密封的必要條件,當(dāng)接觸壓力接近2倍材料屈服強(qiáng)度后,隨氣體壓力升高泄漏率曲線近似保持水平,徑向金屬密封產(chǎn)生穩(wěn)定氣密性能;密封面的表面粗糙度不同,其進(jìn)入穩(wěn)定密封狀態(tài)的快慢程度不同,表面光潔度越高、進(jìn)入速度越快氣密性能越好;徑向接觸寬度在2.5~10mm范圍內(nèi),氣體泄漏率隨接觸寬度增加而顯著降低,10mm以后接觸寬度對(duì)氣密性能影響不大。