鈦合金特殊螺紋接頭HSTI性能分析

胡志立，李小兵，李建亮，付 強，吳 丹，張垂貴，李 健，胡新太

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽 421001）

目前，當含腐蝕性介質的油氣井溫度超過350℉（176℃），需要采用鎳基合金或鈦合金油套管來滿足惡劣的服役井況［1-4］。鎳基合金雖然耐蝕性較好，但其管材也存在加工工藝復雜，生產技術難度大，高溫力學穩(wěn)定性差等缺點［5-6］。鈦合金在耐應力、中高溫力學性能、耐腐蝕、耐高溫高壓、可焊接性、機械加工、抗震性等方面均優(yōu)于鎳基合金，其在高腐蝕性井況及海洋油氣領域具有巨大的應用潛力［7-11］。此外，鈦合金的密度約為鎳基合金的一半，所以在相同井深下，鈦合金管柱自身質量產生的軸向載荷約為鎳基合金管的一半，同時鈦合金管每米的價格要遠低于鎳基合金管每米的價格。

由于鈦合金材質與普通碳鋼差異較大，所以普通碳鋼的螺紋接頭參數不適用于鈦合金螺紋接頭［12-13］。現(xiàn)介紹衡陽華菱鋼管有限公司開發(fā)的一種鈦合金螺紋接頭HSTI，并分析其密封性能，以期為鈦合金螺紋接頭的開發(fā)提供參考。

1 結構特點

鈦合金管特殊螺紋接頭的螺紋結構、牙型設計、螺紋過盈量、密封過盈量等均與普通碳鋼的有區(qū)別。

（1）齒形。螺紋牙采用改進的偏梯形螺紋，螺紋錐度1∶16，螺紋齒頂、齒底平行螺紋軸線，內螺紋的齒高大于外螺紋齒高。螺紋導向面要有合理的間隙，間隙過大不利于接頭壓縮性能，間隙太小螺紋易黏結。

（2）螺紋脂儲存槽。由于鈦合金材質較軟，易變形，為防止過量的螺紋脂憋壓過大對密封面穩(wěn)定的接觸狀態(tài)產生不利的影響，在密封面前后分別設計螺紋脂儲存槽結構，方便儲存過多的螺紋脂。……