技术摘要：
本发明公开了一种页岩气用特殊螺纹接头油套管全流程设计优化方法，主要包括，确定该种特殊螺纹接头油套管的各项性能指标；建立几何模型，构建特有本构方程，充分考虑材料性能属性与边界条件，施加合适的载荷工况，采用“接触压力加权指数 最小接触长度”的气密封判据准  全部
背景技术：
： 近年来，随着天然气生产和消费速度的加快，我国加大了对页岩气、致密油、致密 气、煤层气等非常规油气的开发力度，页岩气资源勘探开发取得了快速发展，产量快速增长 的成绩。 普通API螺纹(长圆螺纹、偏梯形螺纹)已经不能满足页岩气复杂井况的勘探开发 需求，因此必须开发出针对具体井况页岩气用高气密封、高连接强度等高性能特殊螺纹接 头。由于特殊螺纹开发技术难度大、周期长、成本高，致使国内自主开发的特殊螺纹产品少、 产量低，不能满足市场需要。因此，本发明基于油田现场具体井况对特殊螺纹接头油套管进 行全流程设计可以缩短产品研发周期、准确定位到到各个设计环节，可以有效保证螺纹连 接强度和密封性能，对于现场使用的安全性是十分必要和重要的。
技术实现要素：
： 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种页岩气用特殊螺纹接头油 套管全流程设计优化方法，充分考虑了全流程设计中各环节与要素的有机统一，可准确、高 效地定位到具体流程要素，实现页岩气用特殊螺纹接头完整性的一体设计优化，可有效降 低试验成本、缩短试验周期、提高螺纹连接强度及密封性能，为页岩气用特殊螺纹接头油套 管的开发提供指导，保证使用安全性。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种页岩气用特殊螺纹接头油套管 全流程设计优化方法，包括的步骤有： 步骤1：依据页岩气田现场具体实际井况，确定页岩气用特殊螺纹接头油套管的各 项性能指标，具体包括：适应规格、材料参数、试用井深及狗腿度； 步骤2：建立几何模型，进行有限元仿真计算分析； 步骤3：专用刀量具及加工工艺设计 根据特殊螺纹牙型、密封面接触类型与长度、台肩角度等参数进行配套专用刀量 具及其试加工工艺设计；根据确定的加工工艺编制加工程序并进行调试，安装配套刀杆、螺 纹成型刀进行接箍与管体的试制加工，得到符合设计标准的管体与接箍实物； 步骤4：进行实物性能检测评价试验 设计特殊螺纹接头油套管的实物性能检测评价方案，进行自检及后续第三方实物 性能检测评价试验，最后进行生产线批量化生产，完成后续下井试验直至满足使用要求实 现工业化应用。 进一步，建立几何模型时，对页岩气用特殊螺纹接头油套管接箍-管体进行参数化 建模，采用二维轴对称模型；进行有限元仿真计算分析时，构建特有的本构方程，考虑具体 3 CN 111581749 A 说　明　书 2/3 页 材料属性与边界条件，建立接箍-管体螺纹、密封面、台肩处的接触设置与摩擦参数，设置并 进行有限元网格划分，采用计四边形单元，加密密封面及螺纹处的网格密度，施加拉伸、压 缩、内压、高温等复合载荷工况，采用“接触压力加权指数 最小接触长度”的气密封判据准 则进行有限元仿真计算分析。 本发明的有益效果在于： 1、本发明充分考虑了全流程设计中各环节与要素的有机统一，可准确、高效地定 位到具体流程要素，不仅可以获得大量的特殊螺纹结构本身的变形、应力应变、接触压力等 动态信息，而且可以对设计中各环节与要素进行整体性评估，有效降低试验成本、缩短试验 周期。 2、目前行业用到的气密封判据准则是接触压力占主导地位的加权指数气密封判 据，没有考虑同等重要的密封面接触长度指标。本发明构建特有的本构方程，采用“接触压 力加权指数 最小接触长度”的气密封判据准则进行有限元仿真计算分析将密封面接触压 力与接触长度同时纳入研究分析范畴，可保证螺纹连接强度及密封性能更加接近实际工 况，为页岩气用特殊螺纹接头油套管的开发提供指导，保证使用安全性。 附图说明： 图1为本发明页岩气用特殊螺纹接头油套管全流程设计优化方法的流程图。 图2为本发明有限元分析流程图。 图3是本发明试制加工流程图。 图4是本发明实物性能检测评价流程图。 图5是本发明页岩气特殊螺纹结构轴对称模型。 图6本发明不同载荷下接触压力及长度分布示意图。