为满足井况恶劣的复杂井应用,国内外开发出了多种非标气密封特殊螺纹接头。但随着我国油气开采的深入,如塔里木三超气井、页岩气井长水平段的开发,迫切需要更高性能的气密封螺纹接头。

1.健全资金管理组织机构、明确权责。资金管理的最高管理层次是企业的高层领导人员，企业管理的核心部门是财务部门，其主要工作是对各个部门提出的工作任务进行分析总结，并根据企业年度的发展方向制定资金方案，企业管理部门的相关工作人员将确定资金未来的走向，遵循相关管理部门制定的规划理念，对将要执行的方案进行详细的分类和标明，再上交给企业的高级管理层次，高级管理层次再经过进一步的商议做出决定。

20世纪80年代初,国外公司研制出了一种燕尾螺纹接头,因该螺纹接头独特的结构,适用于多种特殊井况,较好地解决了高温、高压及水平井的需求。国内对该螺纹接头虽也有过零星的研究,但对其详细结构和加工方法未有深入研究,相关文献较少。为此,宝钢投入大量人力、物力开发出了这种高性能的楔形燕尾螺纹接头,该接头使用性能较传统螺纹接头在很多方面都有较大提升,弥补了国产油套管产品在该领域的空白。

1 燕尾螺纹介绍

燕尾螺纹因其剖面为燕尾形而得名,如图1。燕尾螺纹根据结构不同,可分为不同种类。按牙型分,有半燕尾与全燕尾;按齿宽分,有定齿宽与变齿宽;按齿高分,有定齿高与变齿高;按螺纹锥度分,有直螺纹与锥螺纹;按螺纹头数分,有单头和多头[1]。

随着科技的发展，企业的财务管理模式出现了新特点。网络时代下的新兴资产的数额远远比传统人工的资产存量大。这就使企业ERP的发展得到推进的同时，又改善了企业的财务管理水平。实现了数据资源的共享化，方便财务部门的管理工作顺利进行，推动企业的可持续发展。

楔形燕尾锥螺纹接头可根据不同的用途,设计成不同的配合结构:轴向过盈、齿顶过盈或齿底过盈。本文开发了一种高气密封燕尾螺纹接头,如图3所示,螺纹表面全啮合,即螺纹两侧、齿顶和齿底均有预过盈,可视为螺纹表面全长上形成金属对金属过盈密封。

图1 燕尾螺纹剖面图 Fig.1 Profile of dovetail thread

考虑到车床可加工性与上扣方便性,油气开采中用到的油套管所采用的燕尾螺纹结构通常为单头全燕尾定齿高变齿宽锥螺纹。该结构燕尾螺纹齿侧高度不变,但齿顶和齿底宽度是线性变化的,即齿顶逐渐增大/减小,齿底逐渐减小/增大,因该螺纹形似螺旋的楔子,通常被称为楔形燕尾锥螺纹。

1.1 楔形燕尾锥螺纹接头结构

楔形燕尾锥螺纹导向面和承载面均为负角度。设内、外螺纹导向面螺距pS,承载面螺距pL,导向面齿高hS,承载面齿高hL,因pS<pL,因此齿宽沿轴向线性变化。但楔形燕尾锥螺纹不是变螺距螺纹,而是承载面螺距不同于导向面螺距,导致螺纹齿宽和齿槽沿轴向线性变化。

“互联网+教育”是随着当今科学技术地不断发展，互联网科技与教育领域相结合的一种新的教育形式。随着移动技术的发展和智能手机、平板电脑等的普及，信息化技术已经渗透到社会的各个方面。在教育领域中，在全国中高职院校中，教师的信息化教学能力已经成为衡量教师教学能力的重要指标。

该接头有两种主要的结构形式:齿顶齿底平行于轴线或者锥线。当齿顶齿底平行于轴线时,hS>hL;当齿顶齿底平行于锥线时,hS=hL,如图2所示。

图2 两种楔形燕尾锥螺纹剖面图 Fig.2 Two kinds of wedge dovetail taper thread profile

1.2 楔形燕尾锥螺纹接头性能特点

防治科学越轨行为，不仅要在相关的科研机构以及高校中树立严谨的学术之风，在社会的各行各业都应当树立对待工作严谨求真之风，社会生活中更要杜绝越轨造假行为，在社会求真之风大环境的影响下，人民群众对于学术越轨行为不没能容忍，会直接减少学术越轨行为。同时要建立完善完备的法律体制，对于科学越轨行为作出相应的法律制裁，使科学越轨行为需要付出严重的代价。

抗扭性能。楔形燕尾螺纹整个螺纹表面均能提供上扣扭矩,抗扭性能远高于主要依靠对顶台肩提供扭矩的螺纹接头,大大提高了接头抗扭性能。

上扣操作性能。燕尾螺纹接头为大螺距粗牙螺纹,上扣过程中,手紧轻松,上扣速度快,永不错扣。

抗轴向拉伸、压缩、弯曲性能。楔形燕尾螺纹导向面和承载面均为负角度,在拉伸时,接头越拉越紧;在压缩时,接头越压越紧;在弯曲时,内外螺纹互为抓手。接头只能通过反向旋出脱离,或者沿环向整体断裂。

气密封性能。常规螺纹接头在长期的高温、复合加载、冲击等作用下,内外螺纹间可能发生外胀内缩的现象,螺纹间的预紧力不可避免消失,引起泄漏。端部带金属对金属密封的特殊螺纹接头,端部密封易受实际加工尺寸与上扣误操作影响,存在安全隐患。而楔形燕尾锥螺纹接头无论承受多大的复合载荷作用,均无法使螺纹间的预紧力消失,具有不受外界环境变化的长期稳定的气密封能力,这是其他螺纹接头所不具备的优点。

适用于油气开采的理想螺纹接头应同时达到以下几个方面的性能:①抗黏扣性能;②气密封性能;③抗轴向拉伸和压缩性能;④抗弯曲性能;⑤抗扭性能;⑥上扣操作性能。常规的螺纹接头难以同时满足诸多方面,但楔形燕尾锥螺纹接头能够同时满足以上几个方面性能,使用性能优于常规接头。

抗黏扣性能。常规螺纹接头上扣和卸扣过程中,内外螺纹有一段很长的相互滑移的过程,虽涂施螺纹脂,仍然常有黏扣发生。楔形燕尾螺纹齿形似一个螺旋的楔子,上扣和卸扣过程中,没有一个长的相互滑移过程,螺纹表面快速配合和脱离,抗黏扣性能远优于常规螺纹接头。

2 气密封楔形燕尾锥螺纹接头设计

关于“话语”，复旦大学教授范晓认为:“话语是由两个互相依存的部分组成的:一部分是话语内容，也就是言语表达的思想内容;另一部分是话语形式，也就是言语者借以表达思想的形式，这种形式就是语言。”［3］3这样看来，“话语”不仅是一种交流和传播的“中介”，还是一种“语言和思想的结合体”［3］4。“话语权”即“话语”与“权”。“权”不仅是指“权利”，也指“权力”。换言之，话语权既是一种表征资格与利益的“话语的权利”，也是一种象征权威与力量的“话语的权力”。据此，辅导员在大学生思想政治教育中的话语权也应包含两个方面，它既可被理解为作为权利的“话语权”，同时也是象征权力的“话语权”。

在数控车床上通过实际编程,反复调试,加工了多组φ88.9、壁厚6.45 mm N80Q钢级的楔形燕尾锥螺纹接头,加工后的内、外螺纹接头如图5所示。从所加工的接头形貌看,接头螺纹表面连续、光滑,无滑道,粗糙度满足要求,达到常规螺纹接头表面质量要求。

图3 全啮合燕尾螺纹配合图 Fig.3 Full engagement dovetail thread

图4 接头螺纹应力图 Fig.4 Joint thread stress diagram

3 楔形燕尾锥螺纹接头加工与检验

3.1 加工

通过有限元分析的方法,对设计的接头进行应力、应变分析,如图4分析结果所示,当内外螺纹上扣到位时,接头螺纹接触表面达到设计过盈量,此时螺纹表面应力分布均匀,无明显的大应力集中区域,完整螺纹表面全长形成金属对金属过盈密封,因接头螺纹有着很长密封长度,密封过盈量不必设计大过盈配合便能保证气密封,不同于端部密封的特殊螺纹接头,因其密封面长度短小,需设计成较大的过盈尺寸才能保证气密封,从而可能导致密封面易引发黏扣现象。在拉伸、压缩、内压、外压和变曲作用下,分析结果表明螺纹应力变化适中,无大应力集中。

在使用过程中,管柱长期受到很高的拉伸、压缩、内压、外压、弯曲、扭转和高温复合作用。在实际使用中发现,管柱接头连接处往往是整根管柱的薄弱环节。

通过历史天气查询，4月15—25日研究区仅有一次小型降水过程，北部降水量在20 mm，南部为5 mm，土壤水分整体偏低，且北部略高于南部，符合土壤水分的反演结果分布情况，说明该方法反演的结果比较好。

图5 楔形燕尾锥螺纹接头形貌 Fig.5 Wedge dovetail taper thread pin end

3.2 检验

为保证加工的接头达到图纸设计公差要求,需对接头尺寸参数进行测量,如螺纹齿高、螺距、齿宽和中径。

与其他螺纹相比,燕尾螺纹检验最大的不同在于齿宽逐渐变化,因此要对齿宽进行检验[2],需要设计一种方便测量齿宽的检验量具,专门用于某一具体规格的螺纹齿宽测量。其他如螺距、锥度、中径检验方式可参照其他螺纹。

4 实物试验

为验证设计接头的实际性能,参照ISO 13679:2002 CAL IV油管试验标准,按照极限公差尺寸加工了4组φ88.9×6.45 mm N80Q钢级的接头,分别进行上卸扣和复合加载试验。

按照上扣最大扭矩对两组接头进行10次上卸扣试验,试验结果显示螺纹表面无任何黏扣。

在相当于管体95%载荷包络线(ISO 13679—2002)条件下对四组接头进行A系、B系和C系试验,A系和B系载荷如图6所示(1 psi=6.895 kPa,1 kips=4.448 kN),同时施加内压、外压、拉伸和压缩等复合加载,试验过程中接头无任何气体泄漏。对接头进行极限加载失效试验,失效位置发生在管体处,说明接头强度高于管体。

图6 试验载荷点 Fig.6 Test load points

5 结论

随着易开采石油的逐渐开采殆尽,如今石油开采难度越来越大,而且随着新的开采工艺的采用,如酸化压裂、页岩气井长水平段旋转下入等,管柱服役条件越来越恶劣,油套管接头失效事故常有发生,开发更高使用性能的螺纹接头是各方的迫切需求。燕尾螺纹接头因其独特的结构,在很多方面有着不同于常规接头的优势,在某些井况条件下,甚至是惟一选择。本文详述了燕尾螺纹接头的结构特点,设计了一种全啮合的楔形燕尾锥螺纹接头,实际加工出接头,并通过上卸扣及复合加载气密封试验,验证了接头设计的合理性,解决了后期高端楔形燕尾螺纹接头的国产化的技术难题。

参考文献

[1] 崔顺贤.燕尾螺纹及其加工方法[J].石油机械,1990,18(3):12-15.

[2] 吴维新,陈文治.用于管路连接的新型燕尾牙型螺纹及其测量[J].石油钻采机械,1984(6):79-84.