Пружно-деформований стан муфтового з'єднання обсадних труб з герметизуючим елементом у високотемпературних свердловинах

Abstract

Запропонована конструкція муфтового з’єднання обсадних та теплонагнітальних труб з герметизуючим елементом для забезпечення герметичності обсадних та теплонагнітальних колон за високих параметрів тиску і температур. Одержано аналітичні залежності для визначення контактних тисків і деформацій, які виникають на конічних ущільнюючих ділянках герметизуючого елемента і муфти під дією контактного внутрішнього тиску і температури. Визначено граничнодопустимі значення контактних тисків в герметизуючому вузлі з’єднання. Подано результати експериментальних досліджень натурних зразків обсадних труб на герметичність, які підтвердили високі експлуатаційні характеристики з’єднань з різьбою ОТТПГ.

Предложена конструкция муфтового соединения обсадных и теплонагнетательных труб с герметизирующим элементом для обеспечения герметичности обсадных и теплонагнетательных колон при высоких параметрах давлений и температур. Выведены аналитические зависимости для определения контактных давлений и деформаций, возникающих на конических уплотнительных участках герметизирующего элемента и муфты под воздействием контактного внутреннего давления и температуры. Определены гранично-допустимые значения контактных давлений в узлах герметизации соединения. Приведены результаты экспериментальных исследований на герметичность натурных образцов ОТ, подтверждающих высокие эксплуатационные характеристики соединений ОТТПГ.

During the casing operation under the conditions of the increased temperature and pressure, the elements of the clutch coupling are effected by great static and dynamic stresses, thermal cyclic loadings that lead to the elastic and plastic deformations of the section of the coupling, pipes and sealing elements that influence the hermiticity and the endurance of the casing and heat flow pipes. The structure of the highly– hermetic threaded casing joint with the sealing element has been suggested. The analytical dependences for the estimation of the deformation magnitude that appear on the tapered surfaces of the sealing element and coupling under internal contact pressure and temperature have been received. The maximum safe contact pressures in the unit of the joint sealing have been determined. The results of the experimental investigation that proved the high hermeticity of the casing with the suggested clutch coupling have been introduced.