带有双层套管接头的航空管路振动特性研究

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作者 权凌霄 付晨 +1 位作者 姚仁逸 郭长虹 《机械设计》 北大核心 2025年第2期68-74,共7页

双层套管接头是飞机燃油管路连接使用的一种柔性管接头,可以对所连接的管路进行位移与转角的补偿,具有复杂的力学特性。文中依据套管接头结构组成,分析了带有双层套管接头的航空管路内、外管与柔性接头间的振动耦合机制;采用ABAQUS软件... 双层套管接头是飞机燃油管路连接使用的一种柔性管接头,可以对所连接的管路进行位移与转角的补偿,具有复杂的力学特性。文中依据套管接头结构组成,分析了带有双层套管接头的航空管路内、外管与柔性接头间的振动耦合机制;采用ABAQUS软件建立了含有管路、P形卡箍、支架及双层套管接头的管路单元有限元模型,针对于管路单元开展了约束模态分析,针对管路前8阶固有频率探究了摩擦因数及套管接头对固有频率的影响;最后搭接振动系统测试平台,通过对频域响应的测量,验证了仿真结果的有效性。结果表明:各阶固有频率随着摩擦因数的增大和套管接头的存在而降低,考虑套管接头和不考虑套管接头的固有频率误差最大约为81.17%,有限元仿真时选择摩擦因数为0.6时所得固有频率与试验结果的误差最小。 展开更多

关键词 双层套管接头 飞机燃油系统 摩擦因数 模态分析

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温度对套管接头螺纹接触压力的影响 被引量：11

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作者 王树平 陈平 +5 位作者 石晓兵 罗勇 郑国生 徐进 蒋祖军 申保华 《西南石油学院学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期63-65,共3页

在高温高压气井或注蒸汽的热采井中,变温引起的温度应力(即热应力)将对套管接头的接触压力产生一定的影响,高温差引起的套管接头的接触压力分布变得更加不均,当温差达到一定值时,套管接头内的等效应力将接近材料的屈服强度,使螺纹接触... 在高温高压气井或注蒸汽的热采井中,变温引起的温度应力(即热应力)将对套管接头的接触压力产生一定的影响,高温差引起的套管接头的接触压力分布变得更加不均,当温差达到一定值时,套管接头内的等效应力将接近材料的屈服强度,使螺纹接触处进入塑性变形状态,从而影响了套管接头的密封性。利用弹塑性有限元的方法,建立标准API偏梯形套管接头的有限元模型,分析温度改变对套管接头接触压力的影响,以及套管接头内等效应力的变化情况,提供一种温度对套管接头螺纹接触压力的分析方法,从而为高温井套管接头的安全使用提供一定的参考数据。 展开更多

关键词 温度 套管接头 接触压力 有限元

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高压对气井套管接头螺纹接触应力的影响研究 被引量：24

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作者 石晓兵 陈平 +3 位作者 聂荣国 王树平 蒋祖军 徐进 《石油机械》 北大核心 2006年第6期32-34,1+3,共3页

高温高压气井对螺纹密封性的要求要比油井更为严格。对于高压气井中的整个管柱,每一段处于不同的力学环境中,发生泄漏的可能性也不同,因此研究压力对气井套管接头螺纹接触应力的影响,对高压气井套管的合理使用尤为重要。利用弹塑性有限... 高温高压气井对螺纹密封性的要求要比油井更为严格。对于高压气井中的整个管柱,每一段处于不同的力学环境中,发生泄漏的可能性也不同,因此研究压力对气井套管接头螺纹接触应力的影响,对高压气井套管的合理使用尤为重要。利用弹塑性有限元分析方法,建立了API偏梯型螺纹套管接头的有限元模型,分析了气井压力对套管接头接触应力的影响,提供了研究压力对套管接头螺纹接触应力影响的方法。对于井口压力或井底压力超过34MPa的高压气井,应选用气密性良好的特殊螺纹接头,建议采用金属对金属的螺纹接头套管,以加强螺纹部位的连接强度和密封性能。 展开更多

关键词 高压气井 套管接头 螺纹接触应力 有限元分析

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非API套管接头主密封结构气密性能试验分析 被引量：22

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作者 许志倩 闫相祯 +2 位作者 杨秀娟 殷晓康 王明达 《压力容器》 2014年第4期7-12,共6页

非API套管接头主要通过金属对金属的径向过盈主密封结构，保证气井开采时的井筒内气密性。依据7 in．套管接头尺寸选用锥面对锥面径向主密封结构型式加工试件，通过密封面过盈配合尺寸控制密封预紧力，测试不同密封预紧力下的气体泄漏... 非API套管接头主要通过金属对金属的径向过盈主密封结构，保证气井开采时的井筒内气密性。依据7 in．套管接头尺寸选用锥面对锥面径向主密封结构型式加工试件，通过密封面过盈配合尺寸控制密封预紧力，测试不同密封预紧力下的气体泄漏率；分别采用车削、磨削和研磨工艺加工接触面，对比分析不同表面粗糙度对气密性能影响程度；取径向密封接触宽度范围2．5～25 mm，测试相同密封预紧力和气体压力下，不同接触宽度对应的气体泄漏率。试验测试结果表明，较高的初始接触压力是形成金属对金属密封的必要条件，当接触压力接近2倍材料屈服强度后，随气体压力升高泄漏率曲线近似保持水平，径向金属密封产生稳定气密性能；密封面的表面粗糙度不同，其进入稳定密封状态的快慢程度不同，表面光洁度越高、进入速度越快气密性能越好；径向接触宽度在2．5～10 mm范围内，气体泄漏率随接触宽度增加而显著降低，10 mm以后接触宽度对气密性能影响不大。 展开更多

关键词 密封性能 泄漏率 非API 套管接头 气密性试验

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圆螺纹套管接头应力分布规律研究 被引量：31

5

作者 高连新 金烨 史交齐 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期42-48,共7页

根据弹塑性力学理论建立圆螺纹套管接头的计算模型 ,利用有限元分析和全尺寸实验相结合的方法 ,详细分析套管接头在使用工况 (包括上扣、上扣后加拉伸载荷、上扣后加内压载荷等 )下的应力分布规律 ,指出载荷在各个螺纹牙上分布的不均匀... 根据弹塑性力学理论建立圆螺纹套管接头的计算模型 ,利用有限元分析和全尺寸实验相结合的方法 ,详细分析套管接头在使用工况 (包括上扣、上扣后加拉伸载荷、上扣后加内压载荷等 )下的应力分布规律 ,指出载荷在各个螺纹牙上分布的不均匀性是制约套管接头性能的主要原因 ,提出改进接头应力状态、减少应力集中的主要措施。研究结果提高了对套管接头应力水平的认识 ,对改进套管连接螺纹设计 。 展开更多

关键词 圆螺纹 套管接头 应力分布 有限元分析 全尺寸实验 弹塑性力学

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特殊螺纹套管接头柱面/球面密封结构有限元分析 被引量：10

6

作者 朱强 杜鹏 +1 位作者 王建军 秦东晨 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期82-85,90,共5页

采用ANSYS建立套管接头的轴对称模型,着重分析一种特殊螺纹套管接头柱面/球面密封结构的密封性能,分别对3种工况(机紧、机紧+拉伸、机紧+内压+拉伸)进行求解,获得了密封端接触压力和等效应力的分布规律,对比分析了不同工况下密封端接触... 采用ANSYS建立套管接头的轴对称模型,着重分析一种特殊螺纹套管接头柱面/球面密封结构的密封性能,分别对3种工况(机紧、机紧+拉伸、机紧+内压+拉伸)进行求解,获得了密封端接触压力和等效应力的分布规律,对比分析了不同工况下密封端接触压力和等效应力,揭示了拉伸载荷和套管内部压力对结构密封性的影响.结果表明,该柱面/球面密封结构的接触压力和等效应力符合密封要求,为特殊螺纹套管接头的进一步优化设计提供理论指导. 展开更多

关键词 特殊螺纹套管接头 柱面/球面 接触压力 有限元

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特殊螺纹油套管接头完整性评估计算分析 被引量：11

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作者 许志倩 王贝贝 +2 位作者 闫怡飞 闫相祯 盖永革 《压力容器》 北大核心 2019年第5期35-42,13,共9页

针对特殊螺纹油套管接头的主要结构加工参数进行了接头连接和密封性能的评估计算公式推导,并设计完成了一套特殊螺纹接头油套管完整性评估软件。首先,通过对油套管接头失效形式及机理分析,推导出各失效形式对应的临界载荷计算公式;然后... 针对特殊螺纹油套管接头的主要结构加工参数进行了接头连接和密封性能的评估计算公式推导,并设计完成了一套特殊螺纹接头油套管完整性评估软件。首先,通过对油套管接头失效形式及机理分析,推导出各失效形式对应的临界载荷计算公式;然后,通过对单个螺纹牙的弹性变形分析,建立整体油套管螺纹接头的力学分析模型,结合变形协调方程推导得到接头螺纹牙承载分布求解公式;最后,通过对比临界载荷与实际承载以及密封面总接触压力与管内气体压力完成接头完整性评估。评估结果表明:在相同载荷作用下,TM型接头套管最易发生剪切破坏失效;密封面总接触压力大于管内压力,密封性能良好。 展开更多

关键词 特殊螺纹 油套管接头 完整性评估 连接性能 密封性能

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磨损对套管接头拉伸与内压强度的影响 被引量：7

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作者 杨龙 高智海 +2 位作者 练章华 唐波 孟英峰 《石油机械》 北大核心 2003年第10期9-11,15,共4页

采用弹塑性有限元方法 ,建立了套管接头磨损拉伸与抗内压的有限元力学模型。对套管接头处内壁不同磨损量时的抗内压强度和抗拉强度进行了计算分析 ,得出了磨损量与套管接头抗内压系数的定量数据和磨损量与套管接头抗拉系数的定量数据。... 采用弹塑性有限元方法 ,建立了套管接头磨损拉伸与抗内压的有限元力学模型。对套管接头处内壁不同磨损量时的抗内压强度和抗拉强度进行了计算分析 ,得出了磨损量与套管接头抗内压系数的定量数据和磨损量与套管接头抗拉系数的定量数据。同时 ,在不同磨损量下 ,分析了套管接头内VonMises应力和套管接头内的变形 ,所得出的抗内压强度系数kp和抗拉强度系数kt为磨损套管柱的强度设计和校核提供了定量的理论数据。 展开更多

关键词 磨损 石油套管接头 拉伸强度 抗内压强度 弹塑性 有限元方法

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地下储气库特殊螺纹套管接头密封性分析 被引量：15

9

作者 黄翠英 张宏 段庆全 《石油机械》 北大核心 2010年第5期49-51,共3页

以目前国内枯竭油气藏型地下储气库使用的特殊螺纹套管接头为研究对象,利用弹塑性有限元方法,首次建立了地下储气库运行工况下特殊螺纹接头连接的有限元数值模型,分析了不同注采工况下套管接头连接的VonMises等效应力和接触压力分布特点... 以目前国内枯竭油气藏型地下储气库使用的特殊螺纹套管接头为研究对象,利用弹塑性有限元方法,首次建立了地下储气库运行工况下特殊螺纹接头连接的有限元数值模型,分析了不同注采工况下套管接头连接的VonMises等效应力和接触压力分布特点,并对特殊螺纹接头密封面、台肩面及螺纹面的密封性能等进行了评价分析。研究结果表明,地下储气库注气工况下套管接头的泄漏概率要大于采气工况,目前使用的特殊螺纹接头连接基本可以满足储气库安全运行需要;而对于特殊螺纹接头本身,主密封面和台肩面局部出现塑性变形,且接触压力大,是易发生泄漏的部位。 展开更多

关键词 地下储气库 特殊螺纹 密封性 套管接头 有限元分析

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圆螺纹套管接头的抗压缩极限载荷分析 被引量：6

10

作者 李斌 杨智春 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期167-169,共3页

采用非线性有限元方法 ,以API8牙圆螺纹套管接头为研究对象 ,在标准锥度公差条件下 ,模拟套管接头的上扣过程。计算分析上扣过程中内、外螺纹导向面和承载面上的应力分布 ,并对套管接头在压缩工况下的承载极限进行分析。得到套管接头在... 采用非线性有限元方法 ,以API8牙圆螺纹套管接头为研究对象 ,在标准锥度公差条件下 ,模拟套管接头的上扣过程。计算分析上扣过程中内、外螺纹导向面和承载面上的应力分布 ,并对套管接头在压缩工况下的承载极限进行分析。得到套管接头在压缩载荷下的失效形式、失效载荷 ,并提出相应的失效判据。 展开更多

关键词 圆螺纹套管接头 极限载荷 弹塑性分析 轴向压缩

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深水气井套管接头密封圈气密性分析 被引量：3

11

作者 白莉 宋存德 刘刚 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期12-17,共6页

高压气井的套管在下入过程中,随隔水管在海洋环境中发生弯曲变形或振动,承受非均匀外载,使接头密封结构变形不一致,导致密封性能降低。应用线性Drucker-Prager塑性模型模拟作为套管接头二级密封的聚四氟乙烯密封圈,应用ABAQUS有限元软... 高压气井的套管在下入过程中,随隔水管在海洋环境中发生弯曲变形或振动,承受非均匀外载,使接头密封结构变形不一致,导致密封性能降低。应用线性Drucker-Prager塑性模型模拟作为套管接头二级密封的聚四氟乙烯密封圈,应用ABAQUS有限元软件建立高压气井套管接头密封模型,并分析聚四氟乙烯密封圈在内外压力作用下环密封面上的接触应力。结果表明:当套管外壁有集中载荷作用时,密封面上接触应力呈波浪形变化;集中载荷作用区域两侧60°位置上的密封面的接触应力最低,是套管密封最容易失效的区域。 展开更多

关键词 套管接头 聚四氟乙烯密封圈 气密性分析

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具有台阶密封面油套管接头力学性能有限元分析 被引量：2

12

作者 蔄靖宇 安琦 《中国工程机械学报》 北大核心 2017年第2期130-135,共6页

以具有台阶密封面结构的锥形油套管接头为研究对象,以美国石油学会(API)圆螺纹套管接头为例,通过有限元分析计算,研究了锥螺纹联接上扣拧紧时,拧紧圈数和密封面初始间隙对密封面上挤压力、螺纹轴向力和轴向累计弹性变形量的影响规律.结... 以具有台阶密封面结构的锥形油套管接头为研究对象,以美国石油学会(API)圆螺纹套管接头为例,通过有限元分析计算,研究了锥螺纹联接上扣拧紧时,拧紧圈数和密封面初始间隙对密封面上挤压力、螺纹轴向力和轴向累计弹性变形量的影响规律.结果表明:在密封面初始间隙一定的条件下,螺纹接头拧紧圈数增大使密封面上挤压力、螺纹轴向力和轴向累计弹性变形量增大;当拧紧圈数相同时,密封面初始间隙越小,密封面上挤压力、螺纹轴向力和轴向累计弹性变形量越大. 展开更多

关键词 台阶油套管接头 有限元分析 力学性能 密封面初始间隙

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套管接头台阶密封面的密封性能模拟试验 被引量：1

13

作者 蔄靖宇 安琦 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第3期443-448,共6页

油套管接头的密封性能是评价螺纹联接性能的一项重要指标,对油气井生产安全与环境将产生重要影响。本文通过对油套管接头拧紧时的受力与摩擦分析,在前期研究成果的基础上,结合有关文献推导出台阶油套管接头上扣时所需的拧紧力矩的计算... 油套管接头的密封性能是评价螺纹联接性能的一项重要指标,对油气井生产安全与环境将产生重要影响。本文通过对油套管接头拧紧时的受力与摩擦分析,在前期研究成果的基础上,结合有关文献推导出台阶油套管接头上扣时所需的拧紧力矩的计算表达式。搭建了油套管接头密封性能试验装置,针对具有不同密封初始间隙和密封面表面粗糙度的螺纹接头,模拟试验研究了拧紧力矩、气体密封压力、密封初始间隙和密封表面粗糙度等因素对泄漏率的影响规律,获得了相应的变化曲线,并对这些曲线进行了分析。 展开更多

关键词 油套管接头 密封性能 拧紧力矩

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API圆螺纹套管接头螺纹脂密封性能分析 被引量：6

14

作者 王琍 陈兆能 +2 位作者 张汝忻 佟德纯 刘玉文 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期1053-1056,共4页

应用流体力学理论 ,通过手紧位置螺纹通道流体能量损失的求解和手紧位置处的密封实验 ,研究了螺纹脂的密封能力 .计算和实验结果表明 ,螺纹脂不仅能满足流体密封性能的要求 ,而且与机紧相配合 。

关键词 API圆螺纹 套管接头 密封性能 螺纹脂 流体力学性能 油田开采

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特殊螺纹石油套管接头密封结构优选 被引量：8

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作者 吴翔实 高连新 +1 位作者 袁鹏斌 周永其 《石油机械》 2017年第6期30-35,共6页

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... 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。 展开更多

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

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特殊扣石油套管接头上扣扭矩计算方法 被引量：11

16

作者 吴翔实 高连新 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第4期584-590,共7页

研究了特殊扣石油套管接头上扣扭矩的构成,利用厚壁圆筒理论,推导了特殊扣石油套管接头上扣扭矩的计算方法,确定了螺纹牙径向过盈量,分析了螺纹脂摩擦因子对上扣扭矩的影响。结果表明,在螺纹过盈量一定的情况下,所用螺纹脂的摩擦因子越... 研究了特殊扣石油套管接头上扣扭矩的构成,利用厚壁圆筒理论,推导了特殊扣石油套管接头上扣扭矩的计算方法,确定了螺纹牙径向过盈量,分析了螺纹脂摩擦因子对上扣扭矩的影响。结果表明,在螺纹过盈量一定的情况下,所用螺纹脂的摩擦因子越大,螺纹牙径向过盈扭矩所占总扭矩的比值越大,并逐渐趋于一定值。在进行特殊扣接头加工时,应优化公差配合,优先保证密封结构的加工精度和表面粗糙度,并注重螺纹脂的选择。利用本文给出的计算方法,可以较好地估算特殊扣接头的上扣扭矩。 展开更多

关键词 套管接头 特殊螺纹 上扣扭矩 有限元

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储层分段体积改造下套管接头强度损失预测方法

17

作者 舒明媚 李佳琦 +3 位作者 舒振辉 赵云峰 王航 祝效华 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期118-126,共9页

非常规油气开发的主体技术是水平井+储层分段体积改造,井下服役套管因承受周期性的循环内压、轴向载荷及地层压力,多井段、长时间改造作业加剧了套管接头的失效风险及安全隐患。针对储层分段体积改造过程套管接头滑脱掉井等失效问题,考... 非常规油气开发的主体技术是水平井+储层分段体积改造,井下服役套管因承受周期性的循环内压、轴向载荷及地层压力,多井段、长时间改造作业加剧了套管接头的失效风险及安全隐患。针对储层分段体积改造过程套管接头滑脱掉井等失效问题,考虑动态载荷工况下材料的低周疲劳损伤特性,通过有限元数值模拟研究体积改造工况下套管接头的强度损失。结果表明:体积改造过程直井段套管接头的最大等效应力843.0 MPa超过了材料的屈服强度825.6 MPa,接头螺纹发生塑性变形。经6级、9级、15级、20级、30级改造后,接头强度降低了7.5%、10.0%、14.6%、18.4%及25.9%。室内全尺寸实物实验验证了接头强度损失预测方法的准确性。据此提出了现场压裂施工井下套管柱安全服役的极限内压及允许的井口压力范围,并成功应用在新疆油田玛湖作业区。 展开更多

关键词 体积改造 井口压力 套管接头 强度损失 动态疲劳

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啮合锥度对圆螺纹套管接头强度的影响

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作者 刘合锋 杨智春 崔高伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第10期1325-1328,共4页

基于非线性有限元分析方法,以API8圆螺纹套管接头的连接强度为研究对象,考虑接头在不同锥度啮合情况下的上扣过程,对其在拉伸载荷下的抗滑脱能力进行分析,并提出了相应的滑脱失效判据。分析了接头公、母扣不同啮合锥度对螺纹齿啮合面上... 基于非线性有限元分析方法,以API8圆螺纹套管接头的连接强度为研究对象,考虑接头在不同锥度啮合情况下的上扣过程,对其在拉伸载荷下的抗滑脱能力进行分析,并提出了相应的滑脱失效判据。分析了接头公、母扣不同啮合锥度对螺纹齿啮合面上应力分布的影响。分析结果表明,啮合锥度的小改变会引起套管接头螺纹齿上局部应力的显著变化,局部的高应力是套管接头失效的主要原因。最后给出了不同锥度啮合下的套管接头的连接强度,并且发现随着啮合锥度增大,套管接头连接强度有减小趋势。 展开更多

关键词 套管接头 啮合锥度 连接强度

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110 kV主变高压套管接头发热处理方法探讨 被引量：1

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作者 何整杰 陆晓红 《农村电工》 2022年第5期45-46,共2页

2022年1月7日,运行人员上报缺陷:1号主变压器(本文简称主变)110 k V套管接头处:U相52℃,V相14℃,W相12℃,环境温度9℃,电流1 963 A,相对温差率93%。慈溪变电运检中心开展温度精确测量,初步判断为套管将军帽螺纹接触面发热,因此及时上报... 2022年1月7日,运行人员上报缺陷:1号主变压器(本文简称主变)110 k V套管接头处:U相52℃,V相14℃,W相12℃,环境温度9℃,电流1 963 A,相对温差率93%。慈溪变电运检中心开展温度精确测量,初步判断为套管将军帽螺纹接触面发热,因此及时上报停电申请,并进行温度跟踪,后续发热缺陷未明显恶化。1月26日1号、2号主变停电检修。在变压器厂家的配合下,检修人员完成了对1号主变110 k V U相套管发热缺陷处理、2号主变高压侧套管隐患排查和处理工作。 展开更多

关键词 高压套管 停电检修 主变压器 接头发热 缺陷处理 隐患排查 环境温度 套管接头

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套管螺纹接头连接性能的接触有限元分析 被引量：30

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作者 习俊通 聂钢 +1 位作者 梅雪松 吴序堂 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期63-66,共4页

根据套管螺纹接头的结构和受载特点,基于接触问题的有限元混合法和面向对象的程序设计思想,建立了套管接头螺纹旋合接触的有限元分析模型,编制了相应的有限元分析程序,并以此对3种载荷条件下载荷在各螺牙上的分布进行了分析研究,结果表... 根据套管螺纹接头的结构和受载特点,基于接触问题的有限元混合法和面向对象的程序设计思想,建立了套管接头螺纹旋合接触的有限元分析模型,编制了相应的有限元分析程序,并以此对3种载荷条件下载荷在各螺牙上的分布进行了分析研究,结果表明,载荷分布的不均匀性对套管螺纹接头的连接性能有重要影响。 展开更多

关键词 套管螺纹接头 接触分析 有限元法 连接性能

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