ISO 13679规定特殊螺纹油管的气密封试验需要在9次上卸扣后进行,且特殊螺纹接头的上扣性能直接影响到其服役时的密封性能与连接强度。为探索有限元方法动态模拟多次上卸扣试验的可行性,建立了某锥面-锥面密封型特殊螺纹油管接头上卸扣的有限元模型,对该接头进行了9次上卸扣的全过程模拟,仿真分析了该接头的密封性能,并进行了实物试验验证。研究结果表明:特殊螺纹接头的气密封性能随着上卸扣次数的增加而降低,最终其密封指数降低为第1次上扣时的73%;密封面处的塑性应变是影响接头密封性能的重要原因;随着上扣次数的增加,特殊螺纹接头的密封接触长度呈现先减小后增大的趋势;在上卸扣过程中密封面过盈量的变化较为显著。通过与实物试验的对比,验证了该方法的可行性与准确性,为深入了解上卸扣试验对接头密封性能的影响提供了有效方法。

为了研究油套管螺纹接头不同密封结构参数与密封面粘扣的关系,以Φ346.08 mm×15.88 mm P110套管特殊螺纹接头为例,设计了不同的密封面参数,并进行实物上、卸扣试验,通过试验分析提出可以用摩擦功这一量化指标来表征密封面抗粘扣性能。研究表明,当摩擦功小于387 kJ时,粘扣风险较低;密封结构不匹配会导致密封面接触发生“犁削效果”,即使摩擦功很小也会发生粘扣,属于非正常摩擦磨损。

为实现油田修井作业过程中液压油管钳上卸扣作业的自动化,设计了一种机械式液压钳推拉装置,并运用ANSYS对其关键零部件进行受力分析,校核其强度,实现了油管上卸扣的机械化操作,具有较好的推广前景。

冲扣钳作为铁钻工的一部分，是用来完成紧扣和冲扣的动作，与旋扣钳配合能快速地完成钻具上卸扣作业。该文在介绍冲扣钳结构原理的基础上，重点对冲扣钳结构进行了设计，确定了冲扣钳夹紧结构、冲扣结构，以及液压控制系统等关键技术。配套该冲扣钳的铁钻工目前已多套应用于现场，试验表明，该装置结构安全可靠，可实现远程控制，提高了现场作业的安全性。