深水钻井工况下隔水管横向振动特性研究

刘清友, 朱军凯, 毛良杰

2016, 38(5): 1-8. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.08.05.02

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目前，对隔水管的振动研究鲜有涉及深水钻井工况对其横向振动特性的影响。为此，采用牛顿法建立了隔水管横向振动流固耦合模型，利用微分变换法（DTM）对模型进行求解，分析了钻井液排量与密度、张力比、钻柱结构等因素对隔水管横向振动固有频率的影响规律。结果表明，钻井液的存在会减小深水隔水管横向振动固有频率；隔水管横向振动固有频率随钻井液密度的增加而降低，随张力比的增加而增大；钻井液排量和钻柱尺寸对隔水管的横向振动固有频率影响不大。该研究可用于指导深水钻井作业，优化深水钻井工艺参数。

滴西-五彩湾地区石炭系火山岩岩相特征研究

秦志军, 魏璞, 张顺存, 王昌伟, 张生银

2016, 38(5): 9-21. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.12.07.04

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准噶尔盆地滴西-五彩湾地区石炭系火山岩岩相复杂，其分布规律的研究难度较大。在岩芯观察、薄片鉴定、录井、测井资料及扫描电镜分析的基础上，建立了准噶尔盆地滴西-五彩湾地区石炭系火山岩识别图版并对主要火山岩储层的测井响应特征进行了研究；在对滴西地区5口典型探井的单井相详细分析基础上，研究了该区剖面火山岩岩性及岩相分布特征。在此基础上，查明了滴西-五彩湾地区石炭系火山岩岩相特征及其分布规律：研究区北部主要发育凝灰岩及砂泥岩，期间夹有条带状中性火山岩、基性火山岩及少量火山角砾岩；中部主要发育凝灰岩、中性火山岩、凝灰质砂泥岩，夹有团块状酸性侵入岩、酸性火山岩、火山角砾岩；南部主要发育砂泥岩、凝灰岩，夹有条带状凝灰质砂泥岩、基性火山岩、团块状中性火山岩及少量火山角砾岩。由于不同的火山岩岩相具有不同的储集性能，这种平面分布特征的研究对油气勘探具有积极的意义。

黔西北地区构造对下寒武统页岩气藏保存的影响

付景龙, 丁文龙, 曾维特, 何建华, 王哲

2016, 38(5): 22-32. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.01.08.02

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针对黔西北地区构造条件的复杂性，通过对黔西北地区构造演化特征、褶皱断裂发育分布特征研究，结合本区页岩的沉积环境、厚度、TOC和R_o等，对黔西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气藏的保存条件进行了研究，参照页岩气藏保存条件评价指标，划分出了页岩气藏保存条件的有利区。同时，对其他地区页岩气藏保存条件的研究具有重要的参考价值。认为黔西北地区褶皱断裂非常发育，发育了以隔槽式为主的褶皱和不同期次下4组走向的断裂体系，使页岩气藏的保存条件得到了不同程度的破坏。页岩气藏保存条件有利的地区主要分布在黔西北中部的大方县和黔西县大部分地区、黔西北东北部的桐梓县以及仁怀市部分地区。

中东H油田复杂碳酸盐岩储层评价及产能预测

姜均伟, 徐星

2016, 38(5): 33-40. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.11.24.03

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利用岩芯资料分析了中东H油田MB2组颗粒灰岩与泥粒灰岩储层的岩石学特征、物性特征和储层的孔隙结构特征，研究结果表明，MB2组碳酸盐岩两种储层有较强的非均质性。根据孔喉半径分布曲线特征，把储层划分为大、中、小3种孔隙结构，结果显示MB2组上段颗粒灰岩以大孔和中孔为主，下段泥粒灰岩以中孔和小孔为主。利用毛管孔径划分的3种孔隙结构刻度了核磁T₂谱，结果显示其与核磁T₂谱划分的3种孔隙具有很好的一致性，找到了用核磁准确评价储层的孔隙结构的一种有效途径。此外，还对MB2组储层进行了产能预测。

利用碳氢比测井技术评价剩余油及水淹程度

何中盛, 崔志刚, 陈光辉, 何玉阳, 王学磊

2016, 38(5): 41-49. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.01.06.06

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碳氢比测井是以地层中的碳、氢元素为主要研究和探测对象，以碳氢比值求解含油饱和度，降低了孔隙度的影响且不受矿化度的限制。依据5种类型油藏，15口井的测井解释结论与试油结论、密闭取芯含油饱和度资料进行分析研究，验证碳氢比（R_CH）与孔隙度和含油饱和度的关系，R_CH受孔隙度影响比较小，主要受含油饱和度的控制，随含油饱和度的变化而变化；测井解释结论与取芯含油饱和度和试油结论资料的准确性、可靠性、一致性和相关性都较好。实例分析结果表明：该方法可有效评价油层水淹程度、含油饱和度和油水界面，为寻找遗漏油层和堵水等措施提供有效资料，在砂泥岩剖面中适用范围较广，无论是砂岩、砾岩以及低阻油藏均可取得显著的地质效果。

井震结合断层解释应注意的几个问题

王彦辉, 司丽, 朴昌永, 李操, 王元波

2016, 38(5): 50-58. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.05.14.02

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井震结合构造解释方法在应用过程中存在合成地震记录标定不准确、低级序小断层识别有误、大断层下盘构造假象、井震断点不匹配等问题。为此，通过VSP的时深关系对声波曲线进行校正，进而制作精确的合成地震记录；利用正演模型并结合分频等构造属性体信息，解决了小断层识别的难题；采用声波约束叠前深度偏移处理技术，进一步提高了构造成像精度，解决了时间剖面上的假构造和井震断点不匹配的问题。应用完善的井震结合构造解释技术有效指导对长垣油田典型区块断点的空间归位、断层的空间组合，断层解释精度得到进一步提高，深化了长垣油田断裂构造的认识，有效指导了断层附近新井部署及注采关系调整，为长垣油田的有效开发提供了可靠的依据。

阜新沙海组页岩特征及页岩气资源潜力评价

梁冰, 刘强, 石迎爽, 孙维吉, 兰波

2016, 38(5): 59-64. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.04.22.05

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在阜新刘家区以往钻井勘探等方面地质工作的基础上，发现阜新盆地埋藏大面积页岩，页岩气成藏与开发潜力巨大。利用阜新刘家区沙海组页岩实验室岩芯测试数据，分析了沙海组页岩的分布、有机碳含量、R_o、孔隙度、脆性矿物含量、裂隙特征等重要参数。得出刘家区沙海组页岩厚度为500~600 m，有机碳含量为2.14%，热成熟度为0.634%，平均孔隙度为3.46%，脆性矿物中，石英含量达37.21%，裂隙发育好，存在多种形式的纳米级孔隙和天然裂缝。根据有机碳含量、R_o等参数，采用资源丰度类比法估算出刘家区页岩含气量为（72.8~89.05）×10⁸ m³。通过对刘家区沙海组页岩气的分析和资源评价，可为刘家区页岩气的勘探开发提供必要的基础参数，确定阜新刘家区为页岩气勘探开发的有利区域。

模型正演在断层阴影带内构造研究中的作用

刘南, 李熙盛, 侯月明, 董明

2016, 38(5): 65-74. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.12.04.02

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陆丰A构造为发育在古隆起背景上的断块构造，由南、北两条断层夹持，位于断层的上升盘，其主块处于两条断层组成的断层阴影带内部，在断层阴影带内地震剖面呈现“上拉”和“下陷”的反射畸变，使得构造存在很大不确定性。为解决这个问题，需要采用正演的手段对构造畸变进行恢复。为此，建立了一系列地质模型进行正演模拟，尝试恢复真实地下构造。分析认为，造成断层阴影区构造畸变的根本原因是断层两盘的速度变化，断距、倾角是影响下伏地层地震反射的主要控制因素。最后，通过研究模型正演结果及实钻井资料，找出了构造畸变的规律，恢复了陆丰A油田ZJ_1A层顶面构造。

美国PRMS与SEC两种油气储量准则差异分析.

李洪玺, 张培军, 代琤, 张沁

2016, 38(5): 75-80. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.07.22.01

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为有效区别和准确使用美国PRMS和SEC两种储量评估准则，通过对两种储量分类体系的分析对比，明确了两种准则的相同点和不同点，得到两种准则都要求具有“已发现、可开采、商业性和经济剩余量”的4个要素，SEC在PRMS的基础上不仅评估证实储量，也选择性披露概算储量和可能储量。通过8个方面的分析对比，二者在流体界面确定、断层上下盘储量级别定义、PUD的外推范围、类比油藏、可靠技术、5年PUD规划、经济性、油价及成本等8个方面的界定与要求存在差异与不同。在价值评估方面，SEC按目前的经济条件进行经济评估，强调储量的经济生产能力和公司的最低收益； PRMS则以预测经济条件为基础进行经济评估，强调储量的商业价值，侧重于公司的投资回报。

玛湖凹陷三叠纪古地貌对沉积的分级控制作用

任本兵, 瞿建华, 王泽胜, 钱海涛, 唐勇

2016, 38(5): 81-89. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.10.16.02

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勘探实践证实，玛湖凹陷三叠系百口泉组扇三角洲沉积具有相带控藏控产的特点。针对常规相带刻画技术难以实现对沉积微相的刻画以满足勘探需求的技术难题，利用古地貌恢复，结合钻探资料，开展了古地貌对百口泉组扇三角洲沉积分级控制作用的研究，以实现对扇三角洲前缘相朵叶体的精细刻画。研究表明，百口泉组扇三角洲沉积受古地貌分级控制：（1）山口、沟槽、古凸控制着扇体主槽走向，从而控制着平原相及扇间泥岩带，平台区控制着前缘相带展布，主流线向坡降较大的方向偏移，从而控制着扇体相带的对称性，多级坡折则控制着高低位湖岸线的分布；（2）平台区次级沟谷及坡折等二级古地貌控制着次级主流线的走向，从而控制着前缘相朵叶体的分布。

低渗含水气藏非达西渗流规律及其应用.

徐轩, 王继平, 田姗姗, 焦春艳, 张宇轩

2016, 38(5): 90-96. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.09.09.02

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气藏开发实践和室内实验研究均表明低渗含水气藏气体渗流存在启动压力现象，研究启动压力梯度的影响因素和变化规律对气藏开发具有重要意义。通过长岩芯多测点气藏物理模拟实验方法，研究了低渗含水砂岩气藏气相启动压力梯度变化规律，对该参数与储层渗透率、含水饱和度进行了相关性分析，建立了低渗含水气藏启动压力梯度计算通式。结合气藏渗流理论，采用建立的启动压力梯度表征方法，针对典型气藏进行应用分析，确定了气井有效动用半径，形成了有效动用半径与储层渗透率和含水饱和度的关系图版，为类似气藏开发早期井网部署以及开发中后期井网加密提供了技术指导。

基于流线积分法的注水井网非稳态产量模型

蒲军, 刘传喜, 尚根华

2016, 38(5): 97-106. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.10.15.01

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低渗透油藏注水开发通常表现为油水两相非达西渗流，基于达西定律推导的计算方法不再适用。根据流线积分法基本原理，考虑启动压力梯度的影响，推导了单根流管中油水前缘突破前后的产量计算公式，然后引入面积井网注水开发过程中启动角的计算方法，最终通过建立数值积分可以得到不同井网形式下的非稳态产量计算模型。对比了模型计算结果与油田实际生产数据，证实了模型的可靠性，能够满足油田现场产量预测的要求。运用该模型计算并探讨了启动压力梯度、井网形式及生产压差对油井生产动态的影响，发现启动压力梯度对油井生产影响大，在开发指标预测过程中不能忽略；五点井网产量高、递减慢，在条件允许的情况下应该尽量采用五点井网；合理提高生产压差能够提高采油速度，缩短油田开发周期，开发效果好。

剪切变稀作用对聚驱试井分析影响的数值研究

贾智淳, 闫术, 董晓芳, 李道伦, 卢德唐

2016, 38(5): 107-114. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.11.28.02

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考虑聚合物驱中剪切、吸附、不可及孔隙体积等物化现象影响，建立了耦合井储与地层渗流的两相四组分的聚合物驱模型。基于PEBI网格、采用有限体积法进行离散并用全隐式方法进行求解，形成了聚合物驱数值试井模型；研究了剪切变稀作用对聚驱井底瞬态压力响应的影响，发现由于聚合物溶液剪切变稀特性和关井后井周围水相速度的急剧降低，压力导数曲线在井储段结束后会出现明显的抖动。地层渗透率的变化会导致导数曲线抖动的位置发生明显变化但对抖动的幅度影响很小。基于以上结论给出了考虑剪切变稀作用的聚驱数值试井拟合方法。通过对油田现场压力测试数据的拟合验证了上述规律的正确性并表明该规律对合理解释现场压力测试资料，正确反演地层参数有很大指导意义。

油田长期停产渗流规律及开发特征研究

冯敏, 吴向红, 马凯, 黄奇志, 杨胜来

2016, 38(5): 115-121. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.01.05.01

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针对油田停产后地下流体如何运移分布、地层能量如何恢复、产能如何变化等问题开展油田停产后油水渗流规律及地层能量恢复程度等研究。研究中综合利用了物理实验模拟、数值模拟及油藏工程等多项方法。研究表明，油田停产期间仍存在微观油水运移，油水重新分布，油藏压力逐渐回升，地层能量逐步恢复。因此油田经过较长时间的停产后，单井产能呈先升高后降低，含水先降低后上升的特征。研究结果对长期大范围停产油田的渗流机理和开发规律认识有一定的借鉴意义。

盐穴储气库回溶造腔技术研究

刘继芹, 焦雨佳, 李建君, 施锡林

2016, 38(5): 122-128. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.02.24.02

摘要 ( 250 )

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为提高地下盐穴储气库的经济性，在确保运行安全前提下，开发企业要求盐穴储气库地下净体积尽可能大，而在造腔过程中由于地质情况、工程故障以及认识不到位等原因导致腔体部分盐层未得到充分溶蚀，体积没有达到最优，为充分利用日渐匮乏的适合建库盐层，有必要进行回溶造腔，提高单腔有效体积。利用注气排卤管柱，在注气排卤后，回注淡水，驱顶天然气使卤水界面至设计深度，对界面下盐层进行回溶扩腔。为此，建立了回溶造腔数学模型，并针对金坛储气库L井进行回溶造腔模拟研究。结果表明，L井回溶造腔一个轮次可有效提高腔体有效体积13.04%，效果显著。研究结果对提高盐层利用率和已有腔体有效体积等具有重要意义。

不同油藏区块注水系统能耗指标体系的构建

阮岩, 程为彬, 罗海龙, 张达亿

2016, 38(5): 129-134. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2016.07.03.01

摘要 ( 265 )

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针对目前油田注水系统缺少地下系统能耗评价指标，且地上系统能耗指标不完善的问题，从不同油藏类型、区块注水效果角度提出了注水地下系统的能耗评价指标。研究了主要的储层参数——渗透率、孔隙度、饱和压力、地层水矿化度等与地面注水系统重要参数标准单耗的关系，综合了地面注水和油藏注水与采收效果评价体系，以注水能耗替代注水量，实现油田开采效益最大化；新增了站效、管网能量利用率为注水地上系统的能耗标杆指标。从而建立了完整的地上地下注水系统的评价指标体系，综合评价了整个注水系统的能耗现状。为衡量注水系统能耗状态提供了具体完整的标杆指标。

条带状断块油藏不稳定渗流压力传播规律研究

刘海龙, 王冠, 吴淑红

2016, 38(5): 135-142. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.08.26.02

摘要 ( 202 )

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针对目前条带状油藏在压力传播方面研究的不足，从建立的简化条带状油藏模型出发，结合物质平衡原理，运用两参数连续模型和稳态逐次替换法，建立了定产和定压条件下的压力传播数学模型。不仅给出了条带状油藏的压力传播规律，同时也填补了低渗透油藏在一维不稳定渗流压力传播规律研究的空白，并对模型进行了相关应用及影响因素分析。认为：产量模型和定压模型的压力传播规律，时间均是传播距离的二次多项式，且在压力传播速度上，与产量呈正相关，与井底流压呈负相关。此外，还得出了获得最大产量所对应的最佳井底流压模型。

煤层气井有杆泵内煤粉沉积的影响因素分析

莫日和, 张芬娜, 綦耀光, 何涌杰, 张国富

2016, 38(5): 143-150. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.10.31.05

摘要 ( 175 )

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依据固液两相流理论，建立了煤层气井煤粉在有杆抽油泵内的数学模型，对煤粉在泵内的运动规律进行了分析，通过求解煤层气井有杆泵内固液两相流模型及仿真分析，得到了煤粉颗粒直径、井液的入泵速度及井液中煤粉颗粒浓度等参数对有杆泵内煤粉沉积的影响，利用固体颗粒在泵筒和柱塞间隙的磨损特性，分析了煤粉对有杆泵使用寿命的影响并给出了延长检泵周期，提高泵的使用寿命的措施。结果表明：有杆泵内下端煤粉浓度较大，分布非常不均匀；有杆泵内煤粉颗粒速度分布不均匀，湍流现象比较严重，煤粉颗粒主要沉积在固定阀入口两侧。煤粉粒径越小、井液入泵速度越大和井液中颗粒浓度越小可减少煤粉在有杆泵内的沉积。在排采的过程中通过连续、稳定、缓慢的降压，减少储层出煤粉；合理调节排采系统的冲程、冲次，通过改变泵的排量提高泵入口的流速，可减小煤粉在有杆泵内的沉积，使进入泵中的煤粉尽量排出泵外进入抽油杆和油管环空，以减少煤粉对有杆泵的影响。

纤维/晶须材料对固井水泥石的增韧机理研究

李明, 邓双, 严平, 靳建洲, 于永金

2016, 38(5): 151-156. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.01.16.03

摘要 ( 199 )

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扫描电子显微镜（SEM）用于水泥基材料研究，可以准确、快速、直观地提供水泥石断面的微观形貌等信息。固井水泥环这一水泥基材料在井下工况受复杂应力影响易产生微裂缝与微环隙，造成水泥环封固能力下降。高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料有助于降脆增韧水泥环。为了弄清高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料对水泥环的降脆增韧机制，用扫描电镜对水泥石微观形貌进行了观察分析，探讨了增韧机制。实验结果表明，高弹模纤维、低弹模纤维、晶须等材料降脆增韧水泥环的机制包括拔出、桥连和裂纹偏转。相对于单掺纤维或单掺晶须，将二者混杂使用的增韧效果更好，其原理在于晶须属于微米级材料，可以阻止微米级微裂纹的产生和扩展；纤维属于毫米级材料，可以阻止毫米级微裂缝的产生与扩展；二者混杂使用可以起到多层次阻裂和增韧的目的。

三元复合驱后关键储层特征参数实验研究

赵凤兰, 李子豪, 李国桥, 宋兆杰, 侯吉瑞

2016, 38(5): 157-164. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2015.04.03.13

摘要 ( 271 )

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确定三元复合驱对储层关键物性特征参数变化的影响程度是保证三元复合驱应用效果的重要前提。利用岩芯驱替及原子力显微镜探测等实验，对大庆油田某区块三元复合驱前后岩芯润湿性、敏感性、孔隙度与渗透率等物性参数的变化规律进行系统评价和分析。相对渗透率测定结果表明三元复合驱后储层岩石润湿性会发生改变，亲油性储层岩芯可反转为亲水润湿性；敏感性实验表明，三元复合体系对储层不同敏感性造成不同影响，主要表现在驱后水敏性增加但速敏性、酸敏性、碱敏性等有所降低。对储层孔渗统计分析表明，三元复合驱后岩芯孔隙度和渗透率绝对值均有所增加，且二者相关性较好；结合原子力显微镜对岩芯微观孔隙结构的观测结果进一步验证了孔渗改善的相关认识。

考虑刚柔耦合的振动筛动力学研究

方潘, 侯勇俊, 龙小康

2016, 38(5): 165-172. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.11.11.04

摘要 ( 262 )

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振动系统动力特性研究是研发新型振动筛的关键环节。考虑电机特性和系统构件刚柔耦合性质，是预测振动筛动力特性和结构强度的一种新方法。首先，利用Lagrange-Maxwell方程模拟了交流电机转子转动特性；其次，运用有限元法将振动筛的主要构件柔性化，并对其固有频率和振型作了计算，建立系统的次要部件的刚性结构实现系统的刚柔耦合；最后，运用动态测试仪器测试了样机的加速度响应，与仿真模拟结果作对比研究。结果表明，振动筛在激振力作用下，结构的弹性振动会影响系统的动态特性；刚柔耦合法考虑了材料固有的弹性属性更能准确地预测振动筛的动态特性，该研究方法能应用于其他旋转和精密机械的动力学特性研究。

新型流动调节器波纹管结构参数优化

朱宜亮, 魏菲, 马云龙, 饶丹骄, 季鹏

2016, 38(5): 173-178. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.10.09.03

摘要 ( 170 )

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对波纹管的气液两相流进行了数值模拟，分析了波纹管对分层流的流动调节作用，验证了数值模型的准确性，通过弯曲中心角、弯曲半径和管道内径比、弯管数目的敏感性分析，对波纹管的结构参数进行优化。结果表明，波纹管能够将分层流调节为非分层流，流动调节效果显著；弯曲中心角增大，流动调节作用增强，弯曲中心角的合理范围为90°~130°，取90°或120°便于加工建议采用；增加弯曲半径或者减小弯管内径，能够增加弯曲半径和管道内径比，增强流动调节作用，弯曲半径增加，波纹管尺寸增大，投资升高，建议采用减小弯管内径的方法；随着弯管数目的增加，波纹管的流动调节效果增强，应综合考虑安装空间、投资成本，适当选取弯管数目。

油套管特殊螺纹球面对锥面密封性能理论分析

许红林, 李天雷, 杨斌, 施太和, 张智

2016, 38(5): 179-184. DOI: 10.11885/j.issn.16745086.2014.07.28.01

摘要 ( 337 )

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针对油套管特殊螺纹球面对锥面密封结构，基于Hertz接触理论建立了考虑密封面作用扭矩的球面密封接触应力理论模型，研究了球面半径、管体球面弹性模量和密封面作用扭矩对密封面接触宽度和接触应力的影响规律并提出改善球面密封性能的措施，结果表明：随球面半径增加，密封面接触宽度呈抛物线增大，接触应力呈指数减小，且密封面应力分布趋于均匀；随球面弹性模量降低，密封面接触宽度增大，接触应力减小；随密封面作用扭矩增加，密封面接触宽度和接触应力均呈抛物线增大。为提高球面密封性能，建议适当增大球面半径、对球面熔覆合金以降低其弹性模量，同时合理控制密封面作用扭矩，从而增大密封面接触宽度并适当降低密封面接触应力水平。研究结果对优化密封结构、控制上扣扭矩以及提高螺纹密封完整性具有重要理论指导意义。

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