受拉螺纹联接的切齿力学分析及效果

切齿是改善受拉螺纹联接载荷分布的有效措施,但目前对螺纹牙进行切齿主要依靠实际操作中的经验,对于切齿的理论研究并不深入,还没有明确的计算公式能描述切齿对螺纹受拉联接的影响。以切齿后的螺纹联接为研究对象,根据螺纹牙的几何结构,通过对每圈螺纹牙进行受力分析,研究螺纹牙齿面上的变形,推导出新的变形协调方程,建立了能够对每圈完整螺纹和切齿螺纹进行受力计算的新型力学模型。以P-110S管螺纹为计算研究实例,计算了不同的切齿参数对螺纹牙受力分布的影响,发现切齿降低了两端螺纹牙的受力,提高了中间螺纹牙的受力,使整体受力更     

油套管联接拧紧扭矩的计算方法

油套管联接过程中,拧紧扭矩是影响油套管联接质量的主要因素之一。在弹性力学的基础上,结合厚壁圆筒理论,根据螺纹 牙的几何尺寸,建立了数学模型,通过计算每圈螺纹牙表面的摩擦扭矩,得到油套管上扣时所需拧紧扭矩的计算公式。建立了能够 模拟螺纹拧紧过程的摩擦力测试试验装置,试验测得了螺纹牙接触表面的摩擦因数。以P110S油套管为计算实例,将理论计算得到 的拧紧扭矩与实际操作中的上扣扭矩进行比较,结果表明所建立的理论模型及计算公式是合理的,此研究为计算油套管上扣扭矩提 供一种精确的计算方法。     

具有局部牙形误差的油套管螺纹联接受力分析

油套管螺纹加工过程中会产生局部牙形误差,这种局部牙形误差会影响油套管螺纹联接的受力和变形,进而影响螺纹联接质量。在弹性力学的基础上,根据螺纹牙的几何形状,建立新的数学模型,通过对每圈螺纹牙进行受力分析,得到能够考虑局部牙形误差的油套管轴向过盈联接时螺纹牙齿面上受力分布的计算公式。同时,以P-110S圆柱管螺纹为计算实例,研究了不同的局部牙形误差对油套管螺纹联接的受力影响,得出了一系列规律性的结论。     

油套管螺纹联接粘扣失效过程的试验研究

油套管螺纹联接中,粘扣失效问题一直是影响油套管安全性和工作寿命的关键。设计了一台能够模拟油套管螺纹联接的实验装置。以P110S油套管螺纹为研究对象,试验观察了螺纹表面形貌随着不同的加载和摩擦而发生改变的过程,分析了接触应力大小对发生粘扣失效的影响规律;采用实际应用中的拧紧齿面接触应力进行试验,观察了螺纹齿面逐渐发生粘扣失效过程的表面形貌,得出在接触应力为300 MPa时,P110S油套管螺纹大约拆卸4次即发生粘扣失效的结论,这与目前工业界中的最大装拆次数是吻合的。