井下管柱受载情况复杂,管柱接头部位主要受轴向力、内压、弯曲及上扣扭矩的作用。这些因素会严重影响螺纹接头的密封性,在高温高压深井中即使使用高性能螺纹油管,如果接头扭矩控制不当,易出现管柱泄漏、套压升高等问题。据统计,有80%的失效发生在油套管接箍连接处,上扣扭矩对螺纹密封性失效的产生具有直接影响。扭矩过小会产生脱扣和泄漏,扭矩过大又会产生粘扣现象。因此,合理的扭矩能有效地防止螺纹密封性失效。本文针对高性能螺纹油管密封性能影响进行研究,选用BG95SS88.9×9.53BGT1高性能螺纹油管接头3件,以实验为主模拟为辅进行深入研究,理论与实验相结合,探究影响高性能螺纹连接油管密封性能的关键因素及其应对措施,以减少井下管柱安全事故,提高油田经济效益为目的。主要工作如下:(1)调研了国内外油套管螺纹连接、有限元分析方法和试验研究现状,分析了高性能螺纹连接研究领域目前存在的主要问题,提出了论文的研究思路。(2)采用ABAQUS进行有限元分析。模拟了在最大扭矩、最佳扭矩、中间扭矩、最小扭矩情况下的密封情况;模拟计算极限拉压80%及100%情况下不同扭矩的密封表现。(3)研制开发了一套室内气密封实验装置,并制定了相应的操作规程。配备了制氮装置、水压装置、气压装置、实验器材、检测工具、扭矩调整仪、橡胶拉伸仪、实验必备工具及场地等。(4)第一阶段的实验,主要针对扭矩大小对高性能螺纹连接的密封性能展开了大量的实验。在最大扭矩、最佳扭矩及最小扭矩几组扭矩条件,分别进行70MPa和90MPa承压实验,并获得六组有效实验数据。(5)第二阶段的实验,主要针对拉压载荷对油管螺纹密封性能的影响展开实验。该组实验在70t拉压载荷下,反复拉压三次、九次、三十次后,在最佳扭矩及最小扭矩条件下分别开展实验,本组实验共获得了六次有效实验。(6)第三阶段的实验,主要针对反复上卸扣开展实验,研究高性能螺纹油管在反复上卸扣后,管柱的密封性能的变化情况。分别针对两套油管进行了两组实验,在反复上卸扣后进行90MPa承压实验。终上所述,本论文主要针对现场可控因素,比如扭矩大小、反复上卸扣等因素开展深入的研究,得出最佳上扣扭矩。因此,本文的研究工作不仅具有重要的理论意义和学术价值,而且具有重要的工程意义。