Page 93 - 理化检验-物理分册2021年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202102019

外加厚 P110 油管接头的脱扣原因

胡芳婷 ,赵密锋 ,李 岩 ,耿海龙 ,邝献任 2
1
1
1
1

( 1. 中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院,库尔勒 841000 ;

2. 中国石油天然气集团公司管材研究所,西安 710077 )

摘 要: 某井 88.9mm×6.45mm 外加厚 P110 油管接头发生脱扣, 采用宏观观察、 参数测量、

ϕ
化学成分分析、 拉伸试验、 金相检验以及不同扭矩下的实物拉伸试验等方法对脱扣原因进行了分
析, 然后采用有限元模拟进一步分析该 P110 油管的最佳扭矩。结果表明: 采用较小的上扣扭矩
时, 会降低螺纹的连接强度, 在遇阻时活动管柱, 油管受到震动、 井壁摩擦力及其他径向载荷, 使螺
纹产生反向滑动, 发生松动形成脱扣。在不考虑螺纹几何公差配合、 螺纹脂摩擦特性、 螺纹表面镀
层、 上扣速度等因素影响的情况下, 通过有限元模拟计算, 认为在计算出的最佳扭矩下螺纹达到最
佳状态( 即过盈两圈时), 考虑其他因素的影响, 安全系数取 1.25 , 实物上、 卸扣试验也验证了该值
的可行性。

关键词: 油管;螺纹;上扣扭矩;脱扣;有限元模拟

中图分类号: TE921 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 02-0075-05

Anal y sisofMake-u pTor q ueofExtraThickenedP110Tubin g Joint

1
1
1
,
HUFan g tin g ZHAO Mifen g LIYan , GENGHailon g 1 , KUANGXianren 2
,

( 1.ResearchInstituteofOilandGasEn g ineerin gofPetroChinaTarim OilfieldCom p an y , Korla814000 , China ;

2.CNPCTubularGoodsResearchInstitute , Xi ’ an710077 , China )

Abstract : The P110tubin gj ointof ϕ 88.9 mm ×6.45 mmextrathickenedtri pp edin a well. Macro

observation , p arametermeasurement , chemicalcom p ositionanal y sis , tensiletest , metallo g ra p hicexaminationand

p h y sicaltensiletestunderdifferenttor q ues wereusedtoanal y zethetri pp in gcauses , andthenfiniteelement

simulationwasusedtofurtheranal y zetheo p timaltor q ueoftheP110tubin g .Theresultsshowthattheconnection

stren g thofthethread willbereduced whenthesmallermake-u ptor q uewasused.Whenthetubin gstrin g was

blocked , thetubin gwillbeaffectedb yvibration , wallfrictionandotherradialloads , resultedinreverseslidin gof

thethread , loosenin gandtri pp in g .Withoutconsiderin gtheinfluenceofthreadg eometrictolerancefit , thread

g reasefrictioncharacteristics , threadsurfacecoatin g , thread makin gs p eedandotherfactors , throu g hthefinite

elementsimulationcalculation , itwasconsideredthatthethreadreachedthebeststateunderthecalculatedo p timal

tor q ue ( interferencetwoturns ) .Considerin gtheinfluenceofotherfactors , thesafet yfactor was1.25.The

feasibilit yofthisvaluewasalsoverifiedb y theactualloadin gandunloadin g tests.

Ke y words : tubin g ; thread ; make-u p tor q ue ; tri p in g ; finiteelementsimulation
API ( 美国石油协会) 外加厚油管在油田中被广 气工业套管、 油管、 钻杆和用作套管或油管的管线管
泛使用, 与不加厚油管相比, 外加厚油管通过接头增 性能公式及计算》 计算, 外加厚油管接头使油管强度
强了连 接 强 度。以 88.9 mm×6.45 mm 外 加 厚 提高了 1.37 倍。但随着油田地质条件和使用工况

ϕ

P110 油管为例, 按照 GB / T20657-2011 《 石油天然 日益苛刻, 外加厚油管会出现多起粘扣、 脱扣事故。
这些事故的起因与现场操作、 螺纹脂、 油管质量等因
素息息相关, 但对外加厚油管接头来说上扣扭矩也
收稿日期: 2020-03-27
作者简介: 胡芳婷( 1980- ), 女, 高级工程师, 主要从事油井管的 是影响其性能和寿命的主要因素。一般来说上扣扭
研究, 2450126336@ qq .com
7 5