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宝钢钢管产品与工艺的设计分析王治国上海宝钢钢管公司1.API圆螺纹油管2.抗粘扣油管3.四吋直连型偏梯形螺纹套管4.特殊螺纹油管5.S135高强度钻杆6.钢管张力减径变形过程仿真第1页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共24页1API圆螺纹油管API圆螺纹油管是油田使用的主要管材之一，大家都十分关注其实物质量。通过计算机有限元仿真，可以直观而深刻地认识影响油管实物质量的主要因素，从而有效地提高油管的使用性能。API不加厚圆螺纹油管的有限元模型第2页共24页第1页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共24页上扣后螺纹接头的等效VonMises应力分布第3页共24页第2页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共24页不加厚油管上扣后外螺纹齿面接触力分布计算结果表明，啮合螺纹两端齿面接触应力较高，这说明为什么油管在使用过程中两端容易产生粘扣，而且上扣扭矩越大接触应力越高，所以使用时应该严格控制上扣扭矩。外加厚油管上扣后啮合螺纹齿面接触力的分布规律与不加厚油管相同，但是接触力（接触应力）较高，这说明为什么在使用过程中外加厚油管比不加厚油管更容易粘扣。第4页共24页第3页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共24页不加厚油管在轴向拉力作用下滑脱时的变形情况不加厚油管在承受的轴向载荷增大到一定限度时，管体外螺纹大端产生较大的变形，出现颈缩，最后导致螺纹接头滑脱。第5页共24页第4页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共24页API外加厚油管在轴向拉力作用下的变形情况在轴向载荷逐渐增大到某一限度时，API外加厚圆螺纹油管的管体产生较大变形，出现颈缩，最后断裂，这说明螺纹接头的抗滑脱强度高于管体的抗拉强度。外加厚油管螺纹接头抗滑脱强度高，但是它的抗粘扣能力却低于不加厚油管，通过分析计算发现借助控制上扣扭矩可以在两者之间取得平衡，也就是说，将上扣扭矩控制在API标准规定的下限可以在保证抗滑脱强度的前提下提高螺纹抗粘扣能力。第6页共24页第5页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共24页2抗粘扣油管油管粘扣主要是由于上扣后啮合螺纹齿面间产生了分布不均匀的接触应力，特别是啮合螺纹两端的齿面接触应力过大，从而引起粘扣。通过优化螺纹参数，可以使啮合螺纹齿面接触应力分布均匀化，降低接触应力峰值，提高螺纹抗粘扣能力。抗粘扣油管上扣后螺纹齿面接触力分布N8027/8外加厚油管，优化后螺纹齿面接触应力峰值降低了30%左右，螺纹抗粘扣能力明显提高。优化前优化后第7页共24页第6页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页共24页3四吋直连型偏梯形螺纹套管为了满足油田用户的需要，我们除了开发生产API标准成品外，还研究开发了多种满足油田特殊需要的非API标准成品，四吋直连型偏梯形螺纹套管是其中之一。直连型套管上扣后螺纹接头的等效VonMises应力分布第8页共24页第7页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页共24页直连型套管在轴向拉力作用下螺纹接头的等效塑性应变分布第9页共24页第8页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页共24页4特殊螺纹油管为了满足深井、超深井、高压油气井等开采的需要，宝钢开发了特殊螺纹油管系列BGT、BGT1。在开发过程中充分考虑油管的使用条件，在计算机数字环境中对油管的使用性能进行预测，反复优化。BGT螺纹接头上扣后的等效VonMises应力分布BGT第10页共24页第9页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第10页共24页承载时BGT螺纹接头的等效VonMises应力分布特殊螺纹油管承受管体屈服强度80%的轴向拉力和80MPa内压，这时密封面的接触应力是内压的5倍左右，完全保证了油管密封完整性，而且螺纹接头的连接强度不低于管体。BGT第11页共24页第10页共24页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第11页共...