摘要：为了保证石油套管接头在高温、高压及强腐蚀工作环境下的密封完整性,采用金属对金属的密封方式代替橡胶密封。阐述了金属对金属密封的密封机理,根据厚壁圆筒弹性力学理论,推导出了石油套管接头锥形密封面最大过盈量的计算方法。利用有限元分析软件Marc建立石油套管接头的二维轴对称模型,分析了不同过盈量下密封面锥度和扭矩台肩角度对接头密封性能的影响,并对密封结构参数进行优化。采用有限元法与全尺寸试验相结合的方法验证石油套管接头在机紧、机紧＋拉伸、机紧＋拉伸＋内压3种工况下的密封性能,结果表明该石油套管接头满足密封要求,在机紧＋拉伸工况下接头的密封强度最差,设计时应优先考虑该工况。研究结果对特殊螺纹接头的开发和使用具有较高的参考价值。

关键词：石油套管接头 金属对金属密封 密封性能 有限元 全尺寸 

单位：华东理工大学机械与动力工程学院; 上海海隆石油管材研究所