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周晓君等 ：基于ANSYS的套管特殊螺纹接头密封结构设计 基于ANSYS的套管特殊螺纹接头密封结构设计 周晓君，魏 波 (上海大学 机 电工程与 自动化学院，上海 200072) 摘 要：分析 了API套管螺纹接头的泄漏机理以及特殊螺纹接头的密封机理，在API套管螺纹接头 的结构基础上进行 了一定改进，提 出了一种新型的双台肩、三锥度套管特殊螺纹接头的密封结构形 式。并利用ANSYS软件对设计的密封结构在上扣和拉伸两种工况下进行了分析研究。得 出了不同工 况下螺纹接头各扣牙的受力曲线。分析结果表明．该特殊螺纹接头结构合理，各扣牙受力分布较为均 匀。可延长套管接头的使用寿命。 关键词 ：螺纹接头；泄漏机理；密封机理 ：受力分析 中图分类号：TE931．2 文献标志码 ：A 文章编号：1001—3938(2012)ll一0025—05 SealingStructureDesignforCasingPremium ThreadJointBasedonANSYS ZHOUXiaojun，WEIBo (School0厂MechatronicsEngineeringandAutomation，ShnaghaiUniversity，Shanghai200072，China) Abstract：Inthisarticle，itanalyzedleakagemechanismofAPIcasingthreadjointandsealingmechanismofpremium threadjoint，andputforwardanewkindofsealingstructureforcasingpremiumthreadjointwithdoubleshoulderand threetaper，whichwasimprovedbasedonAPIcasingthreadjoint．UsingANSYStostudythedesignedsealingstructure ontwoconditionofscrewingonandstretching，astresscurveofjointbucklingthreadwasobtainedunderdifferent conditions．Theanalysisresultsdemonstratedthatthiskindofpremium threadjointiswithreasonablestructure，the distributionofbucklingthreadstressisuniform，whichcanprolonghteapplicationlifeofcasingjoint． Keywords：threadconnection；leakagemechanism；sealingmechanism；forceanalysis O 前 言 已经很难满足此种油 田需要 ．需要设计一种新型 的特殊螺纹接头的连接结构 ，来改善套管螺纹 油田固井时，套管柱被悬挂在几千米深的油 连接性能，提高套管螺纹连接的密封可靠性 。使 井 中，每个接头都必须承受下面悬挂的套管柱的 螺纹各扣牙的受力均匀分布，延长套管接头的寿 重力 。油井的寿命决定 了油田的寿命，而套管的 命 ，进而延长油井的寿命 。 寿命决定 了油井的寿命 ，因此 ，套管质量的优劣 是油 田发展面临的主要问题之一 。据统计，套管失 特殊螺纹接头的密封机理 效事故有80％以上发生在螺纹连接处 ，因此提高 套管螺纹的连接质量是防止套管失效的关键跚。 对于API圆螺纹来说 ，螺纹之间的密封是螺 引起套管接头螺纹损坏的因素很多，包括接 纹牙之间的啮合密封 ，但由于机械加工误差的存 头结构 、扣牙形状 、材料属性 、设计 、加工误差 在及螺纹牙型加工工艺的安排 ．会在螺纹齿顶