一种油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法，属于油井管特殊螺纹接头性能优化技术领域。以多个典型极限工况载荷点的密封面密封性定量要求构造优化目标函数，以锥度螺纹加工和或测量控制点顶径为优化设计变量，以特殊螺纹上卸扣不发生粘扣要求以及螺纹接头结构完整性要求确定优化设计变量的约束条件，运用有限元数值模拟建立密封面密封性目标函数和不同螺纹过盈量设计变量之间的联系，通过数值模拟构造用于评估响应函数的试验数据点，构建优化模型，采用基于灵敏度分析方法改进的非支配排序遗传算法对优化设计模型进行多目标优化，求出Pareto最优解集合。通过本发明专利技术方法有针对性的精确优化了螺纹过盈量设计，兼顾设计的精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法
本专利技术属于油井管特殊螺纹接头性能优化
，具体涉及一种油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法。
技术介绍
伴随着高压天然气藏勘探开发的不断发展，具备高压气体密封能力的油井管特殊螺纹接头得到了愈加广泛的应用。深井、超深井、高温高压等苛刻油气井况中全井段生产套管和油管均大量采用特殊螺纹，特殊螺纹油井管在石油管材大类中具有体量大、价值高等特点。对于通常采用的油井管气密封特殊螺纹而言，金属对金属过盈接触密封结构是产品设计与质量控制的关键。油井管接头密封完整性的保证依赖于其密封面在各种复杂复合载荷工况下始终保持较高的啮合接触压力和适宜的接触宽度，业内普遍采用接触压力在接触宽度上的积分来表征密封强度的大小。除了特殊螺纹接头密封结构的设计水平直接影响接头密封性能之外，其他主要影响因素还包括螺纹过盈量、螺纹锥度、外螺纹鼻端厚度等，这些关键参数的协同设计共同构成了特殊螺纹设计的关键技术，而其中螺纹过盈量对接头密封性的间接影响最大。在保证螺纹顺利上扣不发生粘扣和螺纹接头整体结构完整性的前提下，适宜的螺纹过盈量为密封面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：基于响应面法建立油井管特殊螺纹过盈量的优化设计模型；/n步骤2：采用基于灵敏度分析方法改进的非支配排序遗传算法对步骤1建立优化设计模型进行多目标优化，求出Pareto最优解集合；/n步骤3：结合油井管的实际工况，根据适用性设计要求，从步骤2得到的Pareto最优解集合中选择最优解。/n

【技术特征摘要】
1.一种油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：基于响应面法建立油井管特殊螺纹过盈量的优化设计模型；
步骤2：采用基于灵敏度分析方法改进的非支配排序遗传算法对步骤1建立优化设计模型进行多目标优化，求出Pareto最优解集合；
步骤3：结合油井管的实际工况，根据适用性设计要求，从步骤2得到的Pareto最优解集合中选择最优解。


2.如权利要求1所述的油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法，其特征在于，步骤1具体为：以若干个典型极限工况载荷点的密封面密封性定量要求构造优化目标函数，以锥度螺纹加工和/或测量控制点顶径为优化设计变量，以特殊螺纹上卸扣不发生粘扣要求和螺纹接头结构完整性要求确定优化设计变量的约束条件，运用有限元数值模拟建立密封面密封性目标函数和不同螺纹过盈量设计变量之间的联系，通过数值模拟构造一系列用于评估目标函数的试验数据点。


3.如权利要求2所述的油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法，其特征在于，试验数据点构造完成后，根据构造的试验数据点基于试验结果构造近似响应曲面函数，并对响应曲面函数进行显著性检验和优化计算。


4.如权利要求2所述的油井管特殊螺纹过盈量优化设计方法，其特征在于，以若干个典型极限工况载荷点的密封面密封性定量要求构造优化目标函数，所述构造优化目标函数满足以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，谢俊峰，吉楠，耿海龙，赵密锋，王克林，罗金恒，韩礼红，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11