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特殊扣的工作性能分析,可以得到以下結論:
1、由于螺紋采用了偏梯形扣,使得螺紋承受載荷的能力加大,承受的載荷降低螺紋每一個牙上應力分布更加趨向合理,甚至高于管體的強度。
2、同螺紋對應的管體部分,由于上扣預緊力的作用,特殊扣,在螺紋對應的管體上產(chǎn)生了屈服,發(fā)生了塑性變形。
3、由于偏梯形螺紋的缺陷,使得螺紋的密封性能降低,因此這種螺紋采用了錐面對錐面的金屬對金屬密封。
4、這種扣型的扭矩臺肩采用了負倒角,起到了控制上扣扭矩的作用的同時也起到輔助密封的作用。
互換扣主要是為了解決與其特殊扣型互換使用的技術難題。對于目前一些應用較為廣泛的特殊扣型,占據(jù)了世界特殊扣型市場的很大份額,不僅很多油公司的管柱設計都選擇了它,而且配套的井下工具、維修授權網(wǎng)點也多選擇它,客戶群穩(wěn)定,故市場應用非常廣。
在石油工業(yè)的發(fā)展過程中,隨著油井氣鉆采作業(yè)向更大井深、更高壓力和溫度、更苛刻工況條件的方向發(fā)展以及石油鉆采工藝技術自身的進步,石油管常用的API STC、API LC和API BC型螺紋接頭叫已難以滿足油田的開發(fā)要求。1、20°金屬對金屬密封,在大斜度井與水平井中也具有優(yōu)良的密封性能。雖然API圓螺紋有比較優(yōu)良的密封性能,但其螺紋部分的連接強度卻只相當于管體部分的60%~80%,而API偏梯形螺紋盡管螺紋部分連接強度較高,但密封性能不理想21。所以,世界各大石油管制造廠都致力于開發(fā)連接強度和密封性能更優(yōu)越的特殊螺紋油井管。
密封結構
特殊螺紋接頭的密封結構不是單純依靠螺紋配合和螺紋密封脂,,而采用主密封結構,如金屬密封或彈性密封。
主密封結構類型可分為:
錐面-錐面,
球面-錐面,
球面-曲面,
金屬對金屬密封結構是由光滑的金屬表面彈性過盈配合而實現(xiàn)密封。帶這種密封結構的接頭不靠螺紋牙側面相互咬和,也不靠密封脂的封堵間隙作用來密封。
彈性密封環(huán)結構較為簡單,即在接箍內(nèi)表面加工一個或多個環(huán)形槽,槽內(nèi)填充聚四氟乙烯,接頭內(nèi)外螺紋連接后,彈性密封環(huán)切斷,堵塞了螺紋間隙從而形成密封作用。其壽命有限,一般只作為輔助密封或封隔介質用。