油管失效多是由油管接箍的流場誘導(dǎo)導(dǎo)致的
隨著油氣田開發(fā)的不斷深入，井下管柱的工作條件越來越差，各個油田都發(fā)生了一系列API石油套管失效事故，造成了巨大的經(jīng)濟損失。統(tǒng)計表明，約64％的石油套管失效事故發(fā)生在螺紋連接。石油套管失效的原因非常復(fù)雜，國內(nèi)外學(xué)者也從不同的角度進行了大量的研究。一方面，石油套管加工尺寸的偏差、現(xiàn)場操作和抽油桿的摩擦導(dǎo)致油管內(nèi)壁端部機械損傷，導(dǎo)致油管失效；另一方面，腐蝕液在油管中流動，油管接箍處的流場突然變化，加速了管壁的腐蝕，導(dǎo)致油管的失效。目前，對流場變化引起的油管失效的研究相對較少。
API連接管油管接箍緊固后，接頭中間有一個25.4 mm長的凹槽，稱為“J”形區(qū)域。在實際加工過程中，由于公差的存在，“J”形區(qū)域的尺寸發(fā)生了變化。油管柱內(nèi)流動通道的變化會引起渦流場和壓力的突變。
在流場和壓力分布規(guī)律中，石油套管研究了流路結(jié)構(gòu)變化與流場誘導(dǎo)失效之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了API圓螺紋油管專用密封襯砌組合結(jié)構(gòu)，解決了油管接箍流場引起的故障問題。
油管接箍處流場突變是石油套管失效的原因之一。研究流道結(jié)構(gòu)與流場誘導(dǎo)失效的協(xié)同效應(yīng)，可以更有效地預(yù)防油管柱失效。油管接箍中部“J”形區(qū)存在明顯的渦流現(xiàn)象。壓力波動將形成低壓區(qū)。油液蒸發(fā)，沖擊油管壁，加速油管接箍腐蝕失效。內(nèi)襯管密封組合結(jié)構(gòu)能有效避免流道突變，改善油管接箍接頭螺紋部位的流場分布。
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