[發(fā)明專利]螺紋井口密封檢測試壓載荷確定方法、存儲介質(zhì)及設(shè)備有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010797603.4 | 申請日： | 2020-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN111927373B | 公開（公告）日： | 2022-07-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王建東;張華禮;李玉飛;張林;汪傳磊;朱達江;田濤 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所 |
| 主分類號： | E21B33/04 | 分類號： | E21B33/04;E21B17/042;E21B47/00;E21B47/117;G06F30/20;G06F119/14 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200 | 代理人： | 高博 |
| 地址： | 100007 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 螺紋 井口 密封 檢測 載荷 確定 方法 存儲 介質(zhì) 設(shè)備 | ||
1.一種螺紋井口密封檢測試壓載荷確定方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、根據(jù)極限公差配合選取分析試樣；
S2、根據(jù)步驟S1選取的分析試樣建立材料力學(xué)模型；
S3、根據(jù)步驟S2建立的材料力學(xué)模型，在油套管和螺紋內(nèi)壁以及臺肩端面加載內(nèi)壓，分別計算不同內(nèi)壓下在加載和卸載過程中密封接觸壓力和長度，進行密封接觸壓力和長度分析；
S4、以井下管柱三軸設(shè)計安全系數(shù)包絡(luò)線＜80％為依據(jù)，確定密封性適用準則，判斷步驟S3螺紋密封面接觸壓力和長度隨載荷狀態(tài)變化過程中，密封性發(fā)生改變的降低量是否滿足后續(xù)油田井下應(yīng)用在工況載荷下的密封完整性；
S5、依據(jù)管體內(nèi)壓承載能力需求確定井口試壓載荷，檢驗上扣操作是否滿足氣密封螺紋的密封性，及上扣扭矩條件下氣密封螺紋產(chǎn)品質(zhì)量是否合格；
依據(jù)油套管API 5CT標準規(guī)定的最下值和進一步檢測值安全系數(shù)0.8確定兩種載荷，提高試壓檢測值，依據(jù)管體無缺陷內(nèi)壓下內(nèi)壁材料屈服的80％和95％進一步分析，密封變化規(guī)律，依據(jù)適用性準則確定井口螺紋密封性檢測試壓載荷值；
首先分析上扣載荷步狀態(tài)下，密封面接觸壓力和長度的分布規(guī)律，提取適用性準則需要的最大接觸壓力和接觸密封面積；分析施加內(nèi)壓和保載后的密封接觸分布規(guī)律，提取最大接觸壓力和接觸密封面積；隨后分析卸載后密封接觸分布規(guī)律，提取最大接觸壓力和接觸密封面積；與上扣初始狀態(tài)載荷步比較加載內(nèi)壓和卸載內(nèi)壓后密封最大接觸壓力和面積的相對變化量；依據(jù)密封適用性準則，當(dāng)兩者降低量均低于20％時，確定井口試壓載荷最終接受內(nèi)壓試壓值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，極限公差配合如下：
內(nèi)外螺紋中徑過盈配合最小；密封過盈配合最大；外螺紋錐度最大；內(nèi)螺紋錐度最小；最大扭矩上扣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，材料力學(xué)模型如下：
σF＝(1-c)σs+cY(εp)
其中，σF為塑性應(yīng)力；σs為屈服應(yīng)力；Y為塑性應(yīng)力應(yīng)變函數(shù)；εp為塑性應(yīng)變，c為硬化系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體為：
采用有限元數(shù)值計算模擬方法，建立軸對稱模型；設(shè)置螺紋中徑過盈量、密封過盈量、臺肩過盈量和接觸摩擦系數(shù)，計算螺紋上扣扭矩；采用混合硬化模型設(shè)置材料力學(xué)性能，隨后在螺紋內(nèi)壁施加內(nèi)壓和卸壓的計算分析步，采用動態(tài)計算力學(xué)模型設(shè)置內(nèi)壓加載時間速率，加至預(yù)定分析內(nèi)壓后保載，然后卸壓，進行密封接觸壓力和長度分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，密封性變化規(guī)律適用準則如下：
依據(jù)密封最大接觸壓力和接觸壓力與長度乘積形成的沿密封軸向接觸面積兩項數(shù)值與上扣初始狀態(tài)密封產(chǎn)生的對應(yīng)值比較，以試壓內(nèi)壓卸載后兩者比較的降低量低于20％作為試壓控制載荷。
6.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可
執(zhí)行指令用于執(zhí)行權(quán)利要求1-5任意一項所述的載荷確定方法。
7.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行權(quán)利要求1-5任意一項所述的載荷確定方法。
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