Page 68 - 理化检验-化学分册2017第八期

李玲霞, 等: １３９．７mm×７．７２mmJ５５ 低压气密封螺纹套管接头性能
ϕ

２．４ 极限失效载荷试验 定: １３９．７mm×７．７２mmJ５５ 长圆螺纹接头的泄漏
ϕ
在复合加载试验机上对 ２ 号试样进行拉伸至失 抗力是 ３６．７MPa , 而长圆螺纹全尺寸试样试验结果
效试验, 在静水压试验机上对 １ 号和 ３ 号试样进行 表明, 静水压压力未达到 ２０．７ MPa 就出现从接头
不同条件下的内压失效试验, 加压介质为水, 试验结 部位发生泄漏的情况 [ ９ ] , １ 号和 ３ 号试样内压失效
果见表 ７ .拉伸至失效后的试样形貌见图 ４ . 试验的压力分别为 ７０．９ MPa和 ７３．７ MPa , 远高于
表 ７ 极限失效试验程序和结果 API规定值.
Tab．７ The p ro g ramsandresultsofultimatefailuretests
试样 ３ 结论
试验项目 试验结果 失效位置和形式
编号
( １ )设计的低压气密封螺纹套管接头的抗粘扣
３５ MPa静水压保持
１ 失效压力 ７０．９ MPa 螺纹连接处泄漏 性能良好, １３５ ℃ , ３５ MPa 条件下的气密封性能和
１５min后再内压失效
２ 拉伸至失效 失效载荷 １５５８kN 螺纹连接处滑脱 低压 ３０MPa 、 弯曲狗腿度 １０° /( ３０m )、 拉伸载荷为
直接内压失效 失效压力 ７３．７ MPa 螺纹连接处泄漏 ８０％ 材料 名 义 屈 服 强 度 条 件 下 的 气 密 封 性 能 均
３
合格.
( ２ )设计的低压气密封螺纹套管接头在拉伸至
失效过程中多牙受力, 整个螺纹受力比较均匀, 可提
高接头的抗拉强度, 其抗拉强度远高于 API标准同
规格长圆螺纹套管接头的规定值.
( ３ )设计的低压气密封螺纹套管接头不设置密
封面和台肩, 采用普通密封脂, 可实现与 API圆螺
纹套管接头的互换, 减小现场操作难度, 提高其利
图 ４ 拉伸失效后的试样形貌 用率.
Fi g ．４ Mor p holo gy ofthetensilefailuresam p le
２．５ 讨论 参考文献:
试验结果表明: １３９．７ mm×７．７２ mmJ５５ 钢 [ １ ] 吕拴录, 滕学清, 杨成新, 等 ． 某井套管柱泄漏原因分析
ϕ
级低压气密封套管接头的理化性能符合 APISPEC [ J ] ． 理化检验 Ｇ 物理分册, ２０１３ , ４９ ( ５ ): ３３４Ｇ３３８．
５CT－２０１１ 技术要求; 螺纹经 ３ 次上扣、 ２ 次卸扣未 [ ２ ] 刘建勋, 吕拴录, 高运宗, 等 ． 塔里木 油 田 非 API油、 套
发生粘扣现象, 说明其抗粘扣性能良好; 另外接头还 管失效分 析 及 预 防 [ J ] ． 理 化 检 验 Ｇ 物 理 分 册, ２０１３ , ４９
满足 １３５ ℃ , ３５MPa 条件下的气密 封 性 能 和 低 压 ( ６ ): ４１６Ｇ４１８．
[ ３ ] 张毅, 袁鹏斌, 高连新 ． 油井管失效分析[ M ] ． 北京: 石油
３０MPa 、 弯曲狗腿度 １０° /( ３０m )、 拉伸载荷为 ８０％
材料名义屈服强度条件下的气密封性能. 工业出版社, ２０１５．
[ ４ ] 高连新, 张毅 ． 管柱设计与油井管选用[ M ] ． 北京: 石油
有研究指出 [ ９ ] , 当套管接箍的屈服强度与管体
工业出版社, ２０１３．
接近时, 套管的薄弱环节为接箍部分, 在水压爆破试
[ ５ ] 高连新, 史交齐 ． 油套管特殊螺纹接头连接技术的研究
验过程中, 接箍承载能力低于管体, 接箍首先胀大变
现状及展望[ J ] ． 石油矿场机械, ２００８ , ３７ ( ２ ): １５Ｇ１９．
形, 最后发生失效.试验接箍试样的屈服强度低于 [ ６ ] 付彧, 齐国权, 卫遵义, 等 ． 特殊螺纹油套管设计及国内
管体的, 如采用承载能力强的接箍, 可进一步提高螺 产品现状[ J ] ． 石油矿场机械, ２０１２ , ４１ ( １０ ): ７２Ｇ７６．
纹的 抗 内 压 强 度. ２ 号 试 样 拉 伸 失 效 载 荷 为 [ ７ ] 蔡晓闻, 高连新 ． 我国油套管特殊螺纹接头的发展现状
１５５８kN , 高于 API标准规定的长圆螺纹接头的失 [ J ] ． 焊管, ２００８ , ３１ ( ４ ): ４１Ｇ４４．
效载荷 １０９９kN , 从拉伸失效后的螺纹形貌可以看 [ ８ ] 宫翔, 李玲霞, 穆增利 ． 基于 ABAQUS改进型圆螺纹套
出, 接头表面存在多处牙型撕裂, 说明在拉伸过程中 管的受力分析[ J ] ． 机械工程师, ２０１５ ( １１ ): １９９Ｇ２０１．
多牙受 力, 整 个 螺 纹 受 力 比 较 均 匀, 达 到 了 提 高 [ ９ ] 吕拴录, 宋治, 韩勇, 等 ． 套管抗内压强度试验研究[ J ] ．
接 头 抗 拉 强 度 的 效 果 . APIBULL５C２－１９９９规 石油矿场机械, ２００１ , ３０ ( z１ ): ５１Ｇ５５．

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