石油学报
石油學報
석유학보
ACTA PETROLEI SINICA
2014年
5期
963-971
,共9页
许志倩%闫相祯%杨秀娟%殷晓康%王明达%郑晓云
許誌倩%閆相禎%楊秀娟%慇曉康%王明達%鄭曉雲
허지천%염상정%양수연%은효강%왕명체%정효운
套管接头%密封性能%泄漏率%表面粗糙度%非API%密封结构%加工精度
套管接頭%密封性能%洩漏率%錶麵粗糙度%非API%密封結構%加工精度
투관접두%밀봉성능%설루솔%표면조조도%비API%밀봉결구%가공정도
casing connection%sealing performance%leakage rate%surface roughness%non-API%sealing structure%machining precision
将微观泄漏机理引入非API套管接头密封性能研究,旨在建立表面粗糙度和密封结构加工参数与微观气体泄漏率之间的函数映射关系.通过Monte Carlo随机正态分布抽样公式结合密封表面粗糙度加工参数,模拟得到服从正态分布和预设表面粗糙度值的粗糙表面轮廓曲线,依据不同样本容量和表面粗糙度下平均峰角、平均峰高和三角峰数目/样本容量等轮廓曲线形貌特征统计数据,分析得到模拟曲线几何共性特征.结合弹塑性力学接触理论和计算得到的粗糙表面几何形貌参数,建立具有几何共性特征的高硬度管体层锥体压入低硬度软金属镀层平面简化泄漏模型,将气体泄漏看作不可压缩稳定层流,推导出含有密封面微观几何形貌特征(平均峰角和平均峰高)的气泄漏率计算公式.将与套管接头主密封结构重要加工参数相关的总密封预紧压力代入微观气体泄漏率计算公式,得到适用于非API套管接头密封性能定量评估计算方法.泄漏率实例计算结果表明,不同表面粗糙度对应气体泄漏率相差一个数量级,且加工精度等级越高相差越明显.非API套管接头密封设计和性能评估必须考虑金属机加工表面粗糙度.
將微觀洩漏機理引入非API套管接頭密封性能研究,旨在建立錶麵粗糙度和密封結構加工參數與微觀氣體洩漏率之間的函數映射關繫.通過Monte Carlo隨機正態分佈抽樣公式結閤密封錶麵粗糙度加工參數,模擬得到服從正態分佈和預設錶麵粗糙度值的粗糙錶麵輪廓麯線,依據不同樣本容量和錶麵粗糙度下平均峰角、平均峰高和三角峰數目/樣本容量等輪廓麯線形貌特徵統計數據,分析得到模擬麯線幾何共性特徵.結閤彈塑性力學接觸理論和計算得到的粗糙錶麵幾何形貌參數,建立具有幾何共性特徵的高硬度管體層錐體壓入低硬度軟金屬鍍層平麵簡化洩漏模型,將氣體洩漏看作不可壓縮穩定層流,推導齣含有密封麵微觀幾何形貌特徵(平均峰角和平均峰高)的氣洩漏率計算公式.將與套管接頭主密封結構重要加工參數相關的總密封預緊壓力代入微觀氣體洩漏率計算公式,得到適用于非API套管接頭密封性能定量評估計算方法.洩漏率實例計算結果錶明,不同錶麵粗糙度對應氣體洩漏率相差一箇數量級,且加工精度等級越高相差越明顯.非API套管接頭密封設計和性能評估必鬚攷慮金屬機加工錶麵粗糙度.
장미관설루궤리인입비API투관접두밀봉성능연구,지재건립표면조조도화밀봉결구가공삼수여미관기체설루솔지간적함수영사관계.통과Monte Carlo수궤정태분포추양공식결합밀봉표면조조도가공삼수,모의득도복종정태분포화예설표면조조도치적조조표면륜곽곡선,의거불동양본용량화표면조조도하평균봉각、평균봉고화삼각봉수목/양본용량등륜곽곡선형모특정통계수거,분석득도모의곡선궤하공성특정.결합탄소성역학접촉이론화계산득도적조조표면궤하형모삼수,건립구유궤하공성특정적고경도관체층추체압입저경도연금속도층평면간화설루모형,장기체설루간작불가압축은정층류,추도출함유밀봉면미관궤하형모특정(평균봉각화평균봉고)적기설루솔계산공식.장여투관접두주밀봉결구중요가공삼수상관적총밀봉예긴압력대입미관기체설루솔계산공식,득도괄용우비API투관접두밀봉성능정량평고계산방법.설루솔실례계산결과표명,불동표면조조도대응기체설루솔상차일개수량급,차가공정도등급월고상차월명현.비API투관접두밀봉설계화성능평고필수고필금속궤가공표면조조도.
