Розглянуто питання підвищення герметичності муфтових різьбових з'єднань обсадних колон за рахунок герметизуючого вузла зі вставним тонкостінним герметизуючим елементом з іншого матерілу. Удосконалено методи розрахунку вигинів стінок муфти, труби і герметизуючого елемента, з'єднаних з натягом, з урахуванням їх взаємного впливу і крайових умов за дії осесиметричних навантажень. Виведено формули радіальних деформацій стінок для усіх ділянок з'єднання. Визначено контактні тиски у різьбі та в ущільненні на основі системи рівнянь балансу деформацій і натягів. Описано аналітичну модель пружно-деформованого стану з'єднання, яка враховує дію тисків, осьового навантаження і температури. Проаналізовано закономірності розподілу та зміни деформацій герметизуючого елемента і контактного тиску в ущільненні залежно від жорсткості елементів з'єднання, натягів різьби і ущільнення, величин внутрішнього і зовнішнього тисків, осьового навантаження і температури за результатами аналітичних досліджень впливу експлуатаційних чинників на з'єднання. Визначено причини порушення герметичності з'єднання та встановлено умови, за яких пружний тонкостінний елемент забезпечує її під час гідравлічних випробувань, щільність прилягання його стінок (підвищений контактний тиск) в ущільненні та їх допустимі деформації в процесі експлуатації. Проведено експериментальні дослідження герметичності нового з'єднання за дії внутрішнього тиску, осьової сили і температури. Доведено, що додатні натяги ущільнення витримують тиски, які більші від випробувальних та експлуатаційних, температурне розширення герметизуючого елемента компенсує зазор в ущільненні, що допомагає зменшити крутний момент під час згвинчування. Розроблено методику проектування нового герметизуючого вузла муфтових з'єднань обсадних труб для заданих експлуатаційних умов, діючих у свердловині внутрішнього і зовнішнього тисків, температури, осьового навантаження.

  Завантажити