石油管螺纹连接强度研究

   一、套管是石油开采中用量很大的管材之一。它是靠接箍内螺纹和石油套管外螺纹旋合后一节节串接起来下入井下工作的。套管失效是各油田遇到的主要问题之一,其中尤以套管接头的失效最为严重。螺纹连接质量的好坏直接决定着套管使用性能的高低,也是影响套管质量的决定性因素。因此,研究套管螺纹连接的力学性能具有重要意义。

二、数值模拟及结果分析计算模型通过有限元软件ANSYS进行模拟计算,根据石油套管实体模型结构和受力情况建模时应用以下假设和简化:

(1)考虑到套管的螺旋升角很小,可以忽略其影响,把套管接头看作轴对称结构。

(2)套管接头视为各向同性体,低合金钢材料。

(3)套管接头处的摩擦系数选取为0.02。套管模型如图1所示。对模型进行边界约束,并根据上扣扭矩、上扣加轴向拉伸、上扣加轴向。