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非API套管接头完整性评估计算方法

工程力学 2016年第2期33卷 188-199页

作者：许志倩闫相祯杨秀娟中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中国石油大学油气CAE技术研究中心山东青岛266580 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

针对非API套管接头的连接和密封性能提出一套完整的解析评估计算方法。首先建立具有密封和内外螺纹啮合结构的非API套管接头力学分析模型,依据API套管接头失效形式(螺纹跳扣、螺纹剪切破坏和接头断裂)及其机理结合弹塑性力学理论,推导出... 详细信息

针对非API套管接头的连接和密封性能提出一套完整的解析评估计算方法。首先建立具有密封和内外螺纹啮合结构的非API套管接头力学分析模型,依据API套管接头失效形式(螺纹跳扣、螺纹剪切破坏和接头断裂)及其机理结合弹塑性力学理论,推导出非API套管接头发生相应连接失效时的临界轴向载荷计算公式。然后,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙啮合法向接触力计算方程组,从而获得非API套管接头各个螺纹牙轴向变形量及其承载轴向载荷分布情况数值解。最后,通过对比各个螺纹牙承载轴向载荷与连接失效临界载荷对非API套管接头进行连接性能评估;通过计算轴向载荷和气体内压作用下,套管接头螺纹轴向变形量及其对接头密封过盈配合值的影响,对非API套管接头进行密封性能评估。通过对3种典型非API套管接头完整性评估计算结果表明:在螺距、螺纹啮合中径、螺纹高度等螺纹参数相同情况下,非API套管接头的螺纹牙型设计参数(承载面角度与导向面角度)对其连接和密封性能影响显著。

关键词：机械设计及理论完整性评估力学分析模型非API 套管接头连接性能密封性能密封结构

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特殊螺纹套管接头连接性能的安全可靠性分析

北京科技大学学报 2011年第9期33卷 1146-1153页

作者：许志倩闫相祯杨秀娟中国石油大学机电工程学院东营257061 中国石油大学储运与建筑工程学院东营257061

建立套管接头内、外螺纹牙啮合物理力学模型,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙承载分布不均性规律及其法向接触力计算方程组,并利用有限元计算结果验证了螺纹牙受力解析值的可参考性.结合... 详细信息

建立套管接头内、外螺纹牙啮合物理力学模型,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙承载分布不均性规律及其法向接触力计算方程组,并利用有限元计算结果验证了螺纹牙受力解析值的可参考性.结合弹性力学理论和API偏梯形螺纹计算准则,根据可靠度理论建立特殊螺纹套管接头三种连接失效形式的极限状态方程,利用Monte Carlo方法对服从正态分布的螺纹各项加工参数进行抽样,统计得出套管接头发生连接失效的概率及其相应可靠度.计算结果表明:特殊螺纹套管接头各连接失效形式的可靠度由大到小排序为螺纹跳扣>管体屈服>螺纹牙剪切>接头抗拉.

关键词：油井套管接头特殊螺纹连接性能可靠性分析 Monte Carlo方法

随机抽样在粗糙表面接触力学行为分析中的应用

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西安交通大学学报 2012年第5期46卷 102-108,113页

作者：许志倩闫相祯杨秀娟秦志坚丁文超中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266555 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266555 江苏金石机械集团有限公司江苏金湖211600

为研究表面粗糙度对接触表面力学行为的影响规律,结合表面粗糙度的加工参数和随机抽样方法,对服从正态分布和预设粗糙度的表面轮廓曲线进行了模拟.根据统计得到的模拟轮廓曲线几何形态的共性特征,建立了基于圆锥与平面接触的三维粗糙表... 详细信息

为研究表面粗糙度对接触表面力学行为的影响规律,结合表面粗糙度的加工参数和随机抽样方法,对服从正态分布和预设粗糙度的表面轮廓曲线进行了模拟.根据统计得到的模拟轮廓曲线几何形态的共性特征,建立了基于圆锥与平面接触的三维粗糙表面接触力学模型,推导出平面几何压力与粗糙表面微凸体变形间的定量关系.分析结果表明:服从正态分布的轮廓高度曲线中的峰角顶点数目约为样本容量的1/3;圆锥压入平面时平均压力/材料纯剪应力的比值与其半角呈二次方关系;表面粗糙度越大,轮廓曲线的起伏越大,两接触面相互嵌合越容易;表面粗糙度越大,材料屈服强度对接触微凸体变形的影响也越明显.

关键词：接触粗糙表面轮廓曲线正态分布

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复杂井况下油井套管柱的系统可靠性计算

中国石油大学学报（自然科学版） 2009年第4期33卷 125-129页

作者：许志倩闫相祯杨秀娟高进伟中国石油大学机电工程学院山东东营257061 中国石油大学储运与建筑工程学院山东东营257061

考虑到套管几何尺寸和力学性能参数的随机性,采用Monte-Carlo方法模拟得到套管强度的随机分布规律。建立套管柱8种不同失效形式的极限状态方程,给出套管强度和载荷均为正态分布时的可靠度计算公式。依据套管柱沿井深方向上的结构、强度... 详细信息

考虑到套管几何尺寸和力学性能参数的随机性,采用Monte-Carlo方法模拟得到套管强度的随机分布规律。建立套管柱8种不同失效形式的极限状态方程,给出套管强度和载荷均为正态分布时的可靠度计算公式。依据套管柱沿井深方向上的结构、强度及载荷差异将其离散为多个基本单元,利用可靠度计算公式对套管柱基本单元与整体的可靠度进行定量计算,分析不同井深下套管柱的可靠性影响因素和主要失效形式的发生概率。结果表明,影响套管可靠度的主要因素是套管抗挤强度和外挤载荷,套管失效形式以挤毁为主。

关键词：油井套管可靠度计算随机分布极限状态方程 Monte—Carlo方法

服役海底管道钢疲劳可靠性试验与海底管道寿命预测

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中国石油大学学报（自然科学版） 2010年第5期34卷 109-113页

作者：闫相祯刘锦昆许志倩杨秀娟中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266555 中国石油大学机电与工程学院山东东营257061

针对波浪力下海底管道悬空段的疲劳寿命问题,从某服役X60钢海底管道悬空段上取样进行拉-拉成组多级疲劳试验,获得服役X60钢海底管道试件在不同应力水平下的疲劳寿命及其概率统计分布,利用参数假设检验法确定X60钢管道试件的疲劳寿命分... 详细信息

针对波浪力下海底管道悬空段的疲劳寿命问题,从某服役X60钢海底管道悬空段上取样进行拉-拉成组多级疲劳试验,获得服役X60钢海底管道试件在不同应力水平下的疲劳寿命及其概率统计分布,利用参数假设检验法确定X60钢管道试件的疲劳寿命分布特征,由此外推出不同存活率下的疲劳对数寿命与等效循环应力之间的线性关系式。通过引入'疲劳极限复合修正系数'和'等价非对称循环度系数'对X60钢试件的P-S-N曲线进行修正,得出X60钢海底管道悬空段的疲劳寿命预测公式。结合试验结果分析表明:X60钢海底管道试件的疲劳寿命服从对数正态分布;疲劳对数寿命与等效循环应力之间近似为线性关系;海底管道疲劳寿命预测公式计算结果与试验数据吻合良好。

关键词： X60钢海底管道焊接接头疲劳寿命 P-S-N曲线

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螺杆钻具正向检测试验台设计

液压与气动 2007年第10期31卷 34-35页

作者：许志倩张作龙中国石油大学机电工程学院山东东营257061

为了确保螺杆钻具的效率和使用寿命,研究了采用正向检测法的螺杆钻具试验台。此法的优点是工作方式与实际工况相似,可直接得到钻具的性能参数,检测结果也比较准确。此外,整个系统还可以进行功率回收,节约了大量能源。

关键词：螺杆钻具正向检测试验功率回收

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深井分层注水管柱受力变形计算方法改进

油气田地面工程 2010年第3期29卷 22-24页

作者：许志倩闫相祯杨秀娟中国石油大学(华东)机电工程学院中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

针对原高压注水受力分析计算模型的不足之处,提出以下几点改进建议:区分计算完全与部分弯曲管柱的缩短量;细分工作状态,计算温度分布;在多级分层注水中考虑封隔器胶筒摩擦力和配水器水嘴压力与水量损失;增加下入、洗井和停注过程,完整... 详细信息

针对原高压注水受力分析计算模型的不足之处,提出以下几点改进建议:区分计算完全与部分弯曲管柱的缩短量;细分工作状态,计算温度分布;在多级分层注水中考虑封隔器胶筒摩擦力和配水器水嘴压力与水量损失;增加下入、洗井和停注过程,完整描述整个注水过程中管柱受力变形变化情况。最后,编制深井分层注水管柱受力分析软件进行实例计算。

关键词：高压注水复合管柱受力变形计算封隔器配水器

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程控交换机数字印制板测试诊断系统

电信科学 1992年第3期8卷 5-8页

作者：陈英姜海许志倩陈俊亮

本文介绍了一种程控交换机数字印制板测试诊断系统,该系统以DS-2000型程控交换机数字印制板为主要测试对象,同时兼顾其它类型程控数字交换机的数字印制电路。

关键词：程控交换机数字印制板测试诊断

微观泄漏机理在非API套管接头密封性能评估中的应用

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石油学报 2014年第5期35卷 963-971页

作者：许志倩闫相祯杨秀娟殷晓康王明达郑晓云中国石油大学机电工程学院山东青岛266580 中国石油大学油气CAE技术研究中心山东青岛266580 中国石油大学储运与建筑工程院山东青岛266580

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... 详细信息

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。

关键词：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