某油田油管特殊扣适应性评价分析

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某区块天然气井井底压力达到110MPa,温度超过170℃,苛刻的井底工况给特殊扣的性能带来了严峻的挑战。按照ISO 13679规范对油管特殊扣评价已不能完全满足油田选用特殊扣的需要,本论文探索了一种适应于该地区的特殊扣评价选型方法。依据现场实际工况,通过开展上卸扣实验、复合载荷包络线实验、极限载荷实验等实验和有限元相结合的评价方法,对A型和B型两种特殊扣进行了分析评价。通过实物实验发现,两种特殊扣在上卸扣与复合载荷包络线实验中均未出现结构损坏与泄漏失效现象;A型特殊扣在压缩条件下内压至失效实验中,未发生泄漏。在高内压条件下拉伸至失效实验中,当拉伸载荷增加至1382kN时管体A端外螺纹断裂失效。说明管体A端外螺纹端是该种扣型的强度薄弱点。B型特殊扣内压至失效实验过程中,也未发生泄漏,而当内压增大至127MPa时,B型特殊扣A端管体爆破,压缩失稳失效。通过有限元分析可知,接头应力分布较为均匀,管体螺纹段、端面顶点附近局部发生屈服,适当增加内压可以提高接头密封性能;外螺纹的应力水平高于大于接箍的应力值,说明管子外螺纹和接箍相比,是容易失效的一方,与之前实验结果一致。研究发现,两种特殊扣具有良好的密封与完整性,能满足A地区高压气井的正常生产要求,但其对极端复杂工况的适应性仍然有待考验。研究认识到,结合实验法与有限元法所建立的评价方案,可以有效地评价特殊扣,为油田特殊扣的选型提供了一种可供借鉴的方法。
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