评价螺纹连接组的方法和系统的制作方法

专利名称：评价螺纹连接组的方法和系统的制作方法
技术领域：
0002本发明总体上涉及一种评价一组具有类似特征的螺纹连 接的性能极限(performance limit)的方法。更具体而言，本发明涉及 利用对螺纹连接进行有限的物理测试，对一组与特征性能因素有关的 螺纹连接进行这种评价的方法。
背景技术：
0003烃例如油和气的生产已经进行了很多年。为了生产这些 烃，生产系统可在井内利用各种装置诸如管状构件。通常地，这些管 状构件放置于井筒内，以提供结构支撑、油层隔离以及允许地层和地 表设施之间的连通。也就是说，该管状构件可以在井筒内提供地层流 体诸如烃的流动路径，并且到达位于表面的设施。因为这些管状构件 是管子的单独部分，因此两个或多个管状构件可以通过螺纹连接或焊 接而连在一起，以在井内提供该功能。
0004对于螺纹连接，使用两种截然不同的分类，其为API(美 国石油协会(American Petroleum Institute))连接和高级连接(premium connection) 。 API连接通常依赖于将螺纹化合物(螺纹油，thread compound)夹带在螺旋形螺纹路径里，以提供密封性。参见美国专利 5,411,301和5,212,885。可选地，高级连接通常依赖于用螺纹连接形成 的金属与金属密封，以提供密封性。参见美国专利6,041,487。这些金 属与金属密封对于管状构件接头设计来说是必不可少的。0005不管如何分类，为了各种环境和安全原因，井筒里的螺 纹连接通常被设计得在该井的寿命期间保持结构完整性和密封性能。 举例来说，密封性是螺纹连接的一个性能特征，其描述了加压的储层 流体或注入流体如何被包含在管状构件里。螺纹连接的密封性能受到 所传输的流体、温度、压力、张力和压縮载荷、弯曲、表面抛光、螺 纹油、基材特性、连接几何形状、上紧力矩和其它因素等的影响。还 有，螺纹连接在上紧(make-up)期间、在放置到井筒里期间和/或在生 产和注入循环载荷期间被暴露于不同条件。如此，密封性是在评价由 不同管状构件形成的螺纹连接期间可以被评定的一个性能量度。
0006可以利用各种方法评价螺纹连接的性能。 一种用于评价 螺纹连接性能的方法是在其寿命期间在预期的可能条件下物理法测试 该螺纹连接。对于这种方法，应当考虑了解预期的油田操作，以提供 准确反映螺纹连接可能经历的环境的性能结果。由于复杂性，物理测 试是昂贵且耗时的，经常用数十万美元的成本、花费几个月才能完成。
0007用于评价螺纹连接的第二种方法可包括有限元分析 (FEA)。 FEA可以评定连接部件(即金属与金属密封、螺纹等)的接 触特征以及在改变载荷条件下螺纹连接的应力-应变响应。尽管FEA方 法总体上不昂贵而且不耗时，但仅根据计算标准评价螺纹连接性能可 能会令人误解。举例来说，FEA方法没有抓住微观机理，诸如在装配 (make-up)过程中的表面相互作用。在一些评价中，得到了错误的肯 定结果(falsepositive),表明对于特定载荷，计算标准是满足的，但是 后来的物理测试表明螺纹连接没有达到预期的性能。在其它评价中， 物理测试可以揭示出足够的性能，但没有满足FEA方法的计算标准。 最后，尽管FEA可被用于评定应力-应变响应，它可能没有被用于明确 评定某些参数诸如螺纹油和表面抛光对性能的影响。如此，尽管使用 评价螺纹连接性能的只用FEA的方法减少了鉴别给定应用的候选螺纹 连接所需的时间和成本量，但是各个螺纹连接通常是各自进行物理测 试以确保足够的性能。
0008用于评价螺纹连接的第三种方法是使用FEA，并结合有 限物理测试(limited physical testing)。参见Hilbert等，"Evaluation of Premium Threaded Connections Using Finite-Element Analysis andFull-Scale Testing," SPE 23904 (1992)。这种方法利用标准化测试程序来 证实螺纹连接的完整性。这种类型的评价结果通常对于任何应用(即 不特定于单个井或载荷条件)来说是有效的。然而，从一种连接几何 形状(即直径和壁厚)的一种测试程序的结果外推到不同的几何形状 具有挑战性并且存在问题。此外，与几何形状类似的螺纹连接的性能 评定相关的成本较高。
0009该方法的一个例子包括2004年在美国FEA标准在商业 上用于评价密封性。在该应用中，密封标准是从在物理测试期间呈现 出的密封与泄漏行为与FEA所预期的行为的比较中得到的。然后将 FEA标准应用于随后连接评价的FEA结果中，以评价足够的密封性能 得以预期的载荷和压力结合。然后这些结果被放在数据库里并且被用 于对设备的购买做出商业决定。
0010此外，尽管上述方法通常被用于评价单个螺纹连接，但 是2004年在美国它还被用于评价连接组。在该应用中，对处于组的几 何极端的螺纹连接进行物理测试。该FEA结果用于商业目的，有助于 内推这些极端之间其它螺纹连接的密封性。然后这些结果被放在数据 库里并且被用于对设备的购买做出商业决定。
0011现有评价方法的局限性包括(1)缺乏单个螺纹连接合适 的可测量性；和(2)这些方法所花费的费用或时间。同样，在评价组 里包含的螺纹连接没有根据任何标准进行选择，以确保它们单个性能 极限(performance limit)应当类似于该组里的其它螺纹连接。因此， 需要一种用于评价一组螺纹连接的方法，所述方法具有物理测试的针 对性、FEA测试的简单性以及性能极限的清楚，所述性能极限考虑了 决定连接性能的各种因素。
0012其它相关材料可至少在美国专利申请公布号 2003/0178847;美国专利号6,607,220;美国专利号6,363,598;美国专 利号6,176,524;美国专利号6,123,368;美国专利号6,041,487;美国专 利号5,895,079;美国专利号5,689,871;美国专利号5,661,888;美国专 利号5，411，301;美国专利号5，212，885;美国专利号4,962,579和美国 专利号4,707,001中找到。

发明内容
0013在一种实施方式中，描述了一种与评价螺纹连接的性能 极限相关的方法。在该方法中，螺纹连接评价组的组元通过模型分析 进行确定，其中该评价组包括第一众多螺纹连接和第二众多螺纹连接。 然后，对评价组里的第一众多螺纹连接进行物理测试。对所述第一众 多螺纹连接和第二众多螺纹连接进行模型分析，其中所述第二众多螺 纹连接没有进行物理测试。建立模型后，比较物理测试和模型分析的 结果以评价第一众多螺纹连接的特征性能因素。然后，将该特征性能 因素应用于第二众多螺纹连接，并且基于该特征性能因素确定性能极 限。
0014在可选实施方式中，描述了一种与生产烃相关的方法。 该方法包括评价螺纹连接评价组，其中该评价组里的第一众多螺纹连 接和该评价组里的第二众多螺纹连接通过模型分析进行分析，并且只 对该评价组里的第一众多螺纹连接进行物理测试；基于螺纹连接的评 价获得管状构件；在井筒里安装管状构件；和从管状构件*生产地层流 体。
0015在第二可选实施方式中，描述与评价螺纹连接有关的方 法。该方法包括对评价组里的第一众多螺纹连接进行物理测试；对该 第一众多螺纹连接和该评价组里的第二众多螺纹连接进行模型分析， 其中该第二众多螺纹连接没有进行物理测试；比较物理测试和模型分 析的结果以评价第一众多螺纹连接的性能因素，其中该性能因素为结 构完整性因素、抗磨损性因素、抗环境性因素、抗疲劳性因素和其任 何组合中的至少一种；将该性能因素应用于第二众多螺纹连接；和基 于该特征性能因素确定性能极限。


0016阅读下面的详述并且参考附图后，本技术的前述优点和
其它优点可以变得明显，其中
0017图1是根据本技术的某些方面的示例性生产系统；0018图2A-2B是在图1的生产系统里所用的两个管状构件的 示例性图，所述两个管状构件用金属与金属密封连接在一起；0019图3是根据本技术的方面、为图1生产系统选择并使用 管状构件的示例流程图。
0020图4是根据本技术的方面、在图3流程图里所用的评价 过程的示例流程图。
0021图5是根据本技术的某些方面、由图4过程所形成的不 同螺纹连接和一条包络线的图。
具体实施例方式
0022在下面详述中，本发明的具体实施方式
结合其优选的实 施方式被描述。然而，就下面的描述具体到本技术的具体实施方式
或 具体应用来说，它意欲只是例证性的并且仅仅提供示例性实施方式的 简要描述。因此，本发明不限于下面所述的具体实施方式
，而是本发 明包括落在所附权利要求的真实范围内的所有可选形式、改变和等价 物。
0023本技术描述了一种用特征性能因素诸如密封性能因素以 有助于评价螺纹连接的方法。在本技术下，可以对螺纹连接进行建模 诸如有限元分析，以鉴别评价组的组元。然后，对评价组里的每个螺 纹连接使用另外的有限元分析，而只对该组里有限个螺纹连接进行物 理测试。物理测试和有限元分析的结果或数据用于确认模型响应，并 调节评价组的特征性能因素的值。以这种方式，基于建模和有限物理 测试的结合，可以确定具有相似特征并表现出相似性能的螺纹连接的 单个性能因素。因此，本技术提供评价螺纹连接的有效机制。
0024现在转向附图，并且首先参考图l，阐述的是根据本技术 某些方面的示例性生产系统100。在该示例性生产系统100中，地面设 施102被连接到位于大地表面106上的采油树104上。通过采油树104， 地表设施102进入一个或多个地下地层，诸如地下地层108，其可包括 多个含有烃诸如油和气的生产层段或生产层。有利地，管状构件诸如 表层套管柱124、中间或生产套管柱126和/或生产油管柱128可以在 井筒114里被使用以加强从地下地层108中生产烃。然而，应当注意， 该生产系统100是出于示例性目的被阐述，并且本技术可用于从任何 海底、平台或陆地位置生产流体或注入流体。0025该地表设施102被配置以监控和生产来自地下地层108 的烃。该地表设施102可包括用于控制地层流体诸如烃的生产的储罐 和/或处理容器。为了进入地下地层108的生产层段，该地表设施102 通过管线110被连接到采油树104上。管线110可以包括通过焊接或 螺纹连接而连接在一起的管状构件的部分。
0026为了进入地下地层108，井筒114穿透地表106到达与地 下地层108的生产层段对接的深度。该采油树104——其位于地表106 上的井筒114上方——提供井筒114内装置和地表设施102之间的界 面。因此，该采油树104可以被连接到表层套管柱124、生产套管住 126和/或生产油管柱128上以提供流体流动路程。井筒114里的设备 可包括地下安全阀132、封隔器134和一个或多个工具136。地下安全 阀132可被用于在地下安全阀132以上破裂或断裂的情况下阻断来自 生产油管柱128的液体的流动。进一步，封隔器134可被用于使井筒 环空内的具体层段相互隔离。还有，工具136可以包括防砂装置或其 它流动控制装置，其被用于提供地下地层108中烃的流动路程。
0027为了在井筒114里提供稳定性和防止泄漏，生产系统100 还可包括不同的管状构件或管件诸如表层套管柱124、生产套管柱126 和/或生产油管柱128。表层套管柱124可以从地表106被安装到地表 106以下特定深度的位置上。在表层套管柱124内，中间或生产套管柱 126——其可以向下延伸到靠近地下地层108的深度——可被用于给井 筒114的壁提供支撑。表层和生产套管柱124和126可以被胶结到井 筒114内的一固定位置，以进一步稳定井筒114。在表层和生产套管柱 124和126内，生产油管柱128可被用于提供烃和其它流体通过井筒 114的流动路程。表层套管柱124、生产套管柱126和/或生产油管柱 128每一个的部分可以用螺纹连接来连接或连结，如上所讨论。
0028作为螺纹连接的实例，图2A-2B是图1生产系统中被连 接在一起的两个管状构件的示例图。因此，图2A-2B可通过共同参见 图1而被最好理解。在图2A-2B里，两个管状构件200a和200b以分 解构造和密封构造来显示。然而，应当注意，管状构件200a和200b 可以是表层套管柱124、生产套管柱126和/或生产油管柱128的任何 两个或多个部分。0029在图2A，第一管状构件200a和第二管状构件200b每个 都具有主体部分201a和201b、颈状部分203a和203b、以及锯齿状部 分208a和208b。管状构件200a和200b可以用钢或钢合金制成，其中 主体部分201a和201b被设定为特定长度212诸如30至40英尺(ft)， 其具有特定的内径和外经。颈状部分203a和203b可具有外螺纹204a 和204b，而锯齿状部分208a和208b具有内螺纹206a和206b。同样， 颈状部分203a和203b可具有金属与金属密封部分205a和205b，而锯 齿状部分208a和208b可具有金属与金属密封部分207a和207b。这些 金属与金属密封部分205a、 205b、 207a和207b可形成至少一部分密 封长度210的密封。如图2B所示，外螺纹204a和204b可被配置以与 内螺纹206a和206b连接以形成管状构件200a和200b之间紧密的紧 密密封。
0030在图2B中，第一管状构件200a的颈状部分203a被连接 到第二管状构件200b的锯齿状部分208b。管状构件200a和200b通过 将外螺纹204a和内螺纹206b啮合以形成螺纹连接而连接在一起。密 封——其通过金属与金属密封部分205a、 205b、 207a和207b以及螺 纹204a、 204b、 206a和206b形成——可防止泄漏。因此，通过利用 螺纹连接，管状构件200a和200b可被固定在一起以在井筒114内形 成连续流动路径，其也可被用于稳定井筒114。
0031如上所示，对于不同应用来说，通过螺纹连接泄漏的容 许量可以不同。举例来说，在苛刻环境里诸如井筒114内的螺纹连接 可随着井筒深入更深的深度和经历不同环境而涉及极端压力和温度。 此外，螺纹连接的性能可受到所传输的流体、温度、压力、张力和压 縮载荷、弯曲、表面抛光、螺纹油、基材特性、连接几何形状、上紧 力矩、装配期间的条件、运行、生产和/或注入循环载荷时的条件和其 它原因的影响。由于修理井筒114内管状部件的高成本，表层套管柱 124、生产套管柱126和生产油管柱128 —般被设计为维持井寿命期间 的结构稳定性和密封性，以防止环境问题、维持生产并且维持安全。 因此，螺纹连接可在井寿命期间运行。
0032为了评定螺纹连接的性能，可利用各种特征性能因素， 诸如密封性能因素、结构完整性因素、抗磨损性因素、抗环境性因素、抗疲劳性因素或其任意组合。应当注意，对于一个评价组只利用一个 特征性能因素可能是有利的。作为特征性能因素的实例，密封性能因 素是螺纹连接的一个特征，其描述加压的储层流体或注入流体包含在 管件内的好坏程度。螺纹连接的密封性能受到所传输的流体、温度、 压力、张力和压縮载荷、弯曲、表面抛光、螺纹油、基材特性、连接 几何形状、上紧力矩和其它因素等的影响。密封性能还受到在装配期 间、在放置到井筒里期间和/或在生产和注入循环载荷期间所经历的不 同条件的影响。对于这些条件，制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸(feature size)和部件之间相互干手尤(interferences between features)中至少一种；螺纹连接装配和安装期间的条件包括上紧力矩、 装配速度和螺纹油中至少一种；以及螺纹连接的使用条件包括温度、 压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。因此，密 封性能因素是在评价由不同管状构件形成的螺纹连接期间可以被评定 的一个性能量度。0033结构完整性因素是螺纹连接的一个特征，其描述施加的 载荷在螺纹连接部件之间分配的好坏程度。结构完整性因素受到温度、 压力、张力和压縮载荷、弯曲、表面抛光、螺纹油、基材特性、连接 几何形状、上紧力矩和其它因素等的影响。类似于上面的讨论，制造 条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之间相互干扰中至少 一种；螺纹连接装配和安装期间的条件包括上紧力矩、装配速度和螺 纹油中至少一种；以及螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。结构完整性因素还受到 在装配期间、在放置到井筒里期间和/或在生产和注入循环载荷期间所 经历的不同条件的影响。0034抗磨损性因素是螺纹连接的一个特征，其描述螺纹连接 的部件耐受由于摩擦滑动引起的表面损伤的好坏程度。抗磨损性因素 受到温度、压力、张力和压縮载荷、弯曲、表面抛光、螺纹油、基材 特性、连接几何形状、上紧力矩和其它因素等的影响。对于这些条件， 制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之间相互干扰中 至少一种；螺纹连接装配和安装期间的条件包括上紧力矩、装配速度 和螺纹油中至少一种；以及螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。抗磨损性因素还受 到在装配期间、在放置到井筒里期间和/或在生产和注入循环载荷期间 所经历的不同条件的影响。0035抗环境性因素是螺纹连接的一个特征，其描述在存在攻 击性环境下施加的载荷和所形成的应力和应变被螺纹连接的部件控制 的好坏程度。攻击性环境诸如是含有包含高水平硫化氢(H2S)的流体 的地层。抗环境性因素受到所生产的流体或原位流体组成、温度、压 力、张力和压縮载荷、弯曲、表面抛光、螺纹油、基材特性、连接几 何形状、上紧力矩和其它因素等的影响。同样，对于这些条件，制造 条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之间相互干扰中至少 一种；螺纹连接装配和安装期间的条件包括上紧力矩、装配速度和螺 纹油中至少一种；以及螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。抗环境性因素还受到在 装配期间、在放置到井筒里期间和/或在生产和注入循环载荷期间所经 历的不同条件的影响。0036抗疲劳性因素是螺纹连接的一个特征，其描述螺纹连接 的部件耐受循环载荷的好坏程度。抗疲劳性因素受到温度、压力、张 力和压縮载荷、弯曲、表面抛光、螺纹油、基材特性、连接几何形状、 上紧力矩和其它因素等的影响。抗疲劳性因素还受到在装配期间、在 放置到井筒里期间和/或在生产和注入循环载荷期间所经历的不同条件 的影响。对于这些条件，制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺 寸和部件之间相互干扰中至少一种；螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种；以及螺纹连接的使用 条件包括温度、压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少 一种。生产系统内管状构件的寿命周期(lifecycle)在图3中进一步被 讨论。0037图3是根据本技术的方面、选择并使用图1生产系统的 管状构件的示例流程图。该流程图——其通过参考数字300而被提及 ——可通过共同参见图1和2而被最好地理解。在流程图300里，螺 纹连接可以在用于特定应用之前被评价。也就是说，管状构件之间的 螺纹连接可以被评价以确定螺纹连接组的具体性能特征，诸如密封性、结构完整性、抗磨损性、抗环境性和抗疲劳性。0038该流程图开始于方块302。在方块304里，评价组里的螺 纹连接被评价。评价过程——其在图4中被更详细描述——可包括对 不同螺纹连接建模和基于建模结果鉴别评价组的组元。然后，评价组 里的螺纹连接可经历物理测试和FEA。该物理测试可以对螺纹连接的 子集进行，所述螺纹连接的子集限定螺纹连接的包络线、多个包络线、 或其它外面螺纹连接的包络线。根据物理测试和FEA测试的结果，可 以针对评价组内其它螺纹连接修正特定的特征，而不对那些螺纹连接 进行任何物理测试。在方块306，井的管状构件可以被设计。管状构件 的设计可以基于井位置、地球物理学评价或其它过程，其在上面被讨 论。井的管状构件可以基于井位置处的条件和预期的使用要求来设计。 然后，井的管状构件可以基于该设计和以前的螺纹连接评价而得到， 如方块308所示。应当注意，评价组可以在确定具体应用或油田之前 或之后形成。0039得到管状构件后，该管状构件可以被安装到井里，如方 块310所示。管状构件可以作为进行钻井筒114的钻井作业的部分而 被安装。在方块312里，管状构件可被用于通过管状构件生产地层流 体诸如烃。烃的生产可以包括将管状构件连接在一起，将管状构件连 接到采油树104和工具136上以形成通过井筒114的流体流动路径。 这些流体流动路径可以允许烃被提供给地表设施102。于是，该过程结 束于方块314。0040由于生产烃所涉及的风险和成本，螺纹连接的特定特征 性能因素诸如密封性、结构完整性、抗磨损性、抗环境性或抗疲劳性 可对于不同管状构件进行评价，以限制井内螺纹连接故障的风险。然 而，以前描述的评价方法要么昂贵且耗时，要么对于个别应用来说缺 乏合适的可测量性，如上所述。因此，需要一种评价一组螺纹连接的 方法，其具有物理测试的针对性和FEA测试的简单性，并能够确定性 能极限，所述性能极限考虑了决定连接性能的各种因素，其被讨论在 图4里。0041图4是根据本技术的方面、用于图1生产系统的评价过 程的示例流程图。该流程图——其通过参考数字400而被参考——可通过共同参见图1-3而被最好地理解。在流程图400里，描述的是基于物理法确定连接性能的方法，对于所述连接性能没有进行物理测试。 该方法利用先前对螺纹连接进行的物理测试作为评价的基础。这些物 理测试和模型分析的结果可以被关联以形成一组螺纹连接。举例来说， 使用计算确定的密封性能校正因素"k"，螺纹连接物理测试的结果可 以与密封性能比较。采用这种方法，特定的螺纹连接可以被物理测试 并且被用于确定其它螺纹连接的特征因素。包络线内或限定组里的螺 纹连接可以被利用，而不需要通过对每个螺纹连接进行物理测试所使 用的费用或时间。0042该流程图开始于方块402。在方块404里，评价组的组元 或螺纹连接被确定。评价组的组元可以包括在所限定范围具有一致特 征诸如密封设计(球形或圆锥形)、螺纹设计(每英寸螺纹数、几何形 状)、肩部位置(一个或多个)等的螺纹连接。评价组的组元可基于所 提供的各个管状构件的厂商信息而形成包络线。可选地，评价组的组 元可从对管状构件的厂商信息的模型分析中被鉴别。模型分析可以包 括有限元分析(FEA)以评价不同尺寸、不同螺纹设计或密封设计的 螺纹连接之间的相似或区别。0043评价组的组元被鉴别后，可以对某些代表性螺纹连接进 行物理测试，如方块406所示。某些代表性螺纹连接或组元可以是该 评价组的子集或小组，而该评价组的另一子集或小组可以不进行物理 测试。物理测试可以对该评价组的代表性组元进行，以评价几何偏差、 载荷条件(包括弯曲)、温度、螺纹油、表面抛光等对特定性能特征诸 如连接密封性、结构完整性、抗磨损性、抗环境性或抗疲劳性的影响。 这些物理测试可以基于符合特定指导的测试程序来进行。参见，例如 "Cowzecriow五va/wariow尸ragram", 1st Edition, ExxonMobil (2001)禾口 "Petroleum and natural gas industries — Procedures for testing casing and tubing connections," ISO 13679(2002)。然后，对该评组里的每个螺纹连 接进行模型分析诸如FEA，如方块408所示。该模型分析可以评价该 螺纹连接设计的标准特征并且确定影响螺纹连接性能诸如硬度、密封 接触和肩部接触的趋势。举例来说，FEA建模可被用于计算部件对施 加的边界条件的应力-应变响应或者计算部件之间的接触压力。这种类型的评价可被用于证实评价组里螺纹连接之间各种性能特征的一致 性，所述各种性能特征可以包括密封性、结构完整性、抗磨损性、抗 环境性或抗疲劳性。
0044然后，评价组里螺纹连接的特征性能因素诸如上文所述 的密封性能或其它因素可以在方块410-416里被确定。在方块410，特 征性能因素可以被评定。这种评定可以涉及估计该特征性能因素的值。 举例来说，如果该特征性能因素是密封性能因素，在该连接被假设密 封之上但是在该连接被假设泄漏之下估计一个值。然后，将物理测试 结果与评价组里某些代表性螺纹连接的建模(FEA)结果比较，如方 块412所示。该比较可以涉及确定在各种施加的载荷条件下螺纹连接 密封或泄漏响应。然后在方块414，如果这些结果相似，就做出决定。 该决定可以包括对极限范围的考虑。如果这些结果不相似——其可能 位于特定极限范围之外，该密封性能因素将在方块410再次被重新评 定。如果这些结果相似——其可能在特定极限范围内，该特征性能因 素就被应用于没有进行物理测试的每个螺纹连接，如方块416所示。 这可以通过进行另外的FEA并且计算各种载荷组合的密封性能因素来 进行。对于密封性能因素在方块410所确定的值之上的载荷组合来说， 该螺纹连接被预期密封。对于密封性能因素小于在方块410所确定的 值的载荷组合来说，该螺纹连接被预期泄漏。于是，该过程结束于方 块418。
0045尽管有限元分析(FEA)被用于每个螺纹连接以确定性 能，但是只有有限数目的具有相似设计和材料特性的螺纹连接被物理 评价，以评价在给定评价组里更大组或范围的螺纹连接的性能。还可 以对物理测试的连接进行另外的建模，以获得该评价和测试程序的详 情，诸如单一路径依赖行为(unique path dependent behavior)。该测试
程序的数据可被用于确定模型响应和调节先前所确定的性能趋势。然 后该趋势被用于确定该评价组里每个螺纹连接的密封性能。以此方式， 可以进行有限的物理测试，以评价螺纹连接组的性能极限，所述螺纹 连接组包括具有相似几何形状的螺纹连接和/或呈现出相似性能特征的 螺纹连接。具体而言，该密封性能因素与FEA—起被用于评定测试的 连接和未测试的连接的密封性能极限。有利地，通过使单一量应用于该评价组的每个组元，该特征性能因素的使用有助于该评价。
0046图5是根据本技术的某些方面、由图4过程所形成的评 价组和不同螺纹连接的图。在图5中，来自外径(OD) 504为2-3/8 英寸(in)至7in的管状构件的螺纹连接相对于厚度/OD 502以图500 的形式显示。在该图500中，螺纹连接评价组包括52个螺纹连接，其 中每个具有相似特征并且由相似的碳钢(即从C75至C95，其包含四 个级别)组成。这些单个螺纹连接中每一个通过各个点来显示。这些 点包括边界点508 (以三角形标记显示)、外部点512 (以圆形标记显 示)和内部点510 (以菱形标记显示)。边界点508构成了限定螺纹连 接的包络线506，其满足各自应用的极限。
0047在本技术下，对螺纹连接族的代表性组元进行物理测试， 以获得在给定材料特性范围内螺纹连接设计的密封性能范围。对于该 实例，确定一评价组并且对边界点508所表示的螺纹连接进行物理测 试。然后，对于每个螺纹连接进行FEA，以评价与该评价组相关的密 封和肩部接触(shoulder contact)趋势。从FEA分析，八个螺纹连接 ——其为外部点512——被确定具有八个螺纹连接测试所没有完全描 述的性能。因此，这些与外部点512相关的螺纹连接被排除在评价组 之外，其使得44个螺纹连接被利用。
0048完成FEA后，从八个物理测试的螺纹连接的FEA中确定 出一个密封性能因素。这些螺纹连接经历另外的FEA，以获得该测试 程序唯一的结果。该密封性能因素与螺纹连接物理测试期间所获得的 数据有关，并且可以基于实际测试条件、干扰装配(interference match-ups)、上紧力矩或其它测试特定变量进行调节。举例来说，应变 测量可被用于证实肩部干扰评估(shoulder interference estimate)恰当 地与FEA模型相结合，使得修正了密封性能因素。
0049对密封性能因素调节后，它被应用于该评价组里其余的 36个螺纹连接。也就是说，物理测试的螺纹连接的密封性能因素与标 准化FEA —起被使用，以确定评价组里其余未测试的螺纹连接的密封 性能极限的值。该分析的结果是176个具有密封性能的螺纹连接。在 确定该结果中，只有八个螺纹连接经受物理测试，而其余168个螺纹 连接的性能是用该密封性能因素计算确定的。0050除了单个包络线506之外，该评价组可以包括在多个包 络线里的螺纹连接或具有单独的螺纹连接的螺纹连接。举例来说，评 价组可以包括第一众多(即组)螺纹连接和第二众多螺纹连接。第一 和第二组可以基于连接几何形状而形成包络线以确定该评价组。可选 地，第一和第二组可以基于连接几何形状而形成众多包络线以确定该 评价组。在另一实施方式中，第一和第二组由一包络线形成，其中第 二组螺纹连接的一部分落在第一组螺纹连接所限定的几何边界之外。 作为最后的实例，第一和第二组形成众多包络线，其中第二组螺纹连 接的一部分落在第一组螺纹连接所限定的几何边界之外。
0051进一步，如上所述，可利用不同的特征性能因素组合。 举例来说，对于同一评价组，密封性能因素和抗磨损性因素可以被单 独使用。这种类型的评价可以以与上面的讨论相似的方式进行。然后， 这些结果可以被结合，以排除不满足两个因素的不同螺纹连接。因此， 基于这种方法，对于某些评价，两个、三个、四个或更多个因素可以 被一起使用。
0052除了上面的讨论，应当注意，管状构件可具有与图2A-2B 所示不同的外观。这些差别可以包括，但不限于，，连接部件的位置和 几何形状，诸如密封、肩部、螺纹等。此外，连接机制可通过联接器 或其它螺纹连接发生。因此，这些不同的部件可以在本技术的范围内。
0053虽然本发明的技术可允许有各种改变和可选形式，但通 过举例示出了上述示例性实施方式。然而，应再次理解，本发明并不
意欲限于本文所公开的具体实施方式
。事实上，本发明的技术将覆盖 落入所附权利要求书所限定的本发明精神和范围之内的所有改变、等 价物和可选形式。
权利要求
1. 一种与评价螺纹连接的性能极限相关的方法，其包括通过模型分析，确定螺纹连接评价组的组元，其中所述评价组包括第一众多螺纹连接和第二众多螺纹连接；对所述评价组里所述第一众多螺纹连接进行物理测试；对所述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接进行模型分析，其中所述第二众多螺纹连接没有进行物理测试；比较所述物理测试和所述模型分析的结果，以评定所述第一众多螺纹连接的特征性能因素；将所述特征性能因素应用于所述第二众多螺纹连接；和基于该特征性能因素，确定所述性能极限。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述评价组包括具有一致特 征的螺纹连接。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述一致特征包括在限定范 围内的密封设计、螺纹设计、肩部位置和其任意组合中至少一个。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述评价组包括呈现出一致 性能特征的螺纹连接。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述一致性能特征包括对所 施加的载荷的机械响应、接触压力对机械载荷变化的响应和接触压力 对各种装配条件的响应中至少一种。
6. 根据权利要求1所述的方法，其包括基于连接几何形状，使所 述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接形成一条包络线，以限 定所述评价组。
7. 根据权利要求1所述的方法，其包括基于连接几何形状，使所 述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接形成众多包络线，以限 定所述评价组。
8. 根据权利要求1所述的方法，其包括使所述第一众多螺纹连接 和所述第二众多螺纹连接形成一条包络线，其中所述众多螺纹连接的 一部分落在所述第一众多螺纹连接所限定的几何边界之外。
9. 根据权利要求1所述的方法，其包括使所述第一众多螺纹连接 和所述第二众多螺纹连接形成众多包络线，其中所述众多螺纹连接的 一部分落在所述第一众多螺纹连接所限定的几何边界之外。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中所述模型分析包括有限元分析。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其中所述有限元分析包括下述步骤中至少一个计算部件对所施加的边界条件的应力-应变响应、计算部件之间的接触压力和计算部件表面上的应变。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中所述螺纹连接评价组包括在 生产烃中使用的管状构件之间的螺纹连接。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中所述物理测试包括装配和拆 开测试、张力或压力引起的故障测试、坍塌或爆裂测试、液体密封性 能或气体密封性能测试、疲劳测试、弯曲测试、热循环和热淬火测试 中至少一种。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中所述特征性能因素包括密封 性能因素。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述密封性能因素被定义 为加压的储层流体或注入流体被包含在由两个管状构件形成的螺纹连 接内的好坏程度。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述密封性能因素基于制 造条件，所述制造条件包括表面抛光、部件尺寸和部件之间相互干扰中至少一种。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中所述密封性能因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
18. 根据权利要求15所述的方法，其中所述密封性能因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、 压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
19. 根据权利要求15所述的方法，其中所述密封性能因素基于通 过管状构件所传输的流体。
20. 根据权利要求1所述的方法，其中所述特征性能因素包括结构 完整性因素。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述结构完整性因素被定 义为所施加的载荷在螺纹连接部件之间被分配的好坏程度。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 制造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件 之间相互干扰中至少一种。
23. 根据权利要求21所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 螺纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条 件包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
24. 根据权利要求21所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 螺纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张 力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
25. 根据权利要求1所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗磨 损性因素。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述抗磨损性因素被定义 为螺纹连接的部件耐受由于摩擦滑动弓I起的表面损伤的好坏程度。
27. 根据权利要求26所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于制 造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之 间相互干扰中至少一种。
28. 根据权利要求26所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
29. 根据权利要求26所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、 压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
30. 根据权利要求1所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗疲 劳性因素。
31. 根据权利要求30所述的方法，其中所述抗疲劳性因素被定义 为螺纹连接的部件耐受循环载荷的好坏程度。
32. 根据权利要求31所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于制 造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之 间相互干扰中至少一种。
33. 根据权利要求31所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
34. 根据权利要求31所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、 压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
35. 根据权利要求1所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗环 境性因素。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中所述抗环境性因素被定义 为在攻击性环境存在下施加的载荷和所形成的应力和应变被螺纹连接 的部件控制的好坏程度。
37. 根据权利要求35所述的方法，其中所述抗环境性因素基于制 造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸或部件之 间相互干扰中至少一种。
38. 根据权利要求35所述的方法，其中所述抗环境性因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度或螺纹油中至少一种。
39. 根据权利要求35所述的方法，其中所述抗环境性因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括原位流体组成、所 生产的流体组成、温度、压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷或扭转载 荷中至少一种。
40. —种与生产烃相关的方法，其包括评价螺纹连接评价组，其中所述评价组里的第一众多螺纹连接和 所述评价组里的第二众多螺纹连接通过模型分析进行分析，并且只对 所述评价组里的所述第一众多螺纹连接进行物理测试；基于所述螺纹连接的评价获得管状构件；在井筒里安装所述管状构件；和从所述管状构件产生地层流体。
41. 根据权利要求40所述的方法，其中所述评价螺纹连接评价组 包括通过模型分析，确定评价组的组元，其中所述评价组包括所述第 一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接；对所述第一众多螺纹连接进行物理测试；对所述第-一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接进行模型分 析，其中所述第二众多螺纹连接没有进行物理测试；比较所述物理测试和所述模型分析的结果，以评定所述第--众多 螺纹连接的特征性能因素；将所述特征性能因素应用于所述第二众多螺纹连接；和基于所述特征性能因素，确定性能极限。
42. 根据权利要求41所述的方法，其中所述评价组包括具有一致 特征的螺纹连接。
43. 根据权利要求42所述的方法，其中所述一致特征包括在限定 范围内的密封设计、螺纹设计、肩部位置和其任意组合中至少一个。
44. 根据权利要求41所述的方法，其中所述评价组包括呈现出一 致性能特征的螺纹连接。
45. 根据权利要求44所述的方法，其中所述一致性能特征包括对 所施加的载荷的机械响应、接触压力对机械载荷变化的响应和接触压 力对各种装配条件的响应中至少一种。
46. 根据权利要求41所述的方法，其包括基于连接几何形状，使 所述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接形成一条包络线，以 限定所述评价组。
47. 根据权利要求41所述的方法，其包括基于连接几何形状，使 所述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接形成众多包络线，以 限定所述评价组。
48. 根据权利要求41所述的方法，其包括使所述第一众多螺纹连 接和所述第二众多螺纹连接形成一条包络线，其中所述第二众多螺纹 连接的一部分落在所述第一众多螺纹连接所限定的几何边界之外。
49. 根据权利要求41所述的方法，其包括使所述第一众多螺纹连 接和所述第二众多螺纹连接形成众多包络线，其中所述第二众多螺纹 连接的一部分落在所述第一众多螺纹连接所限定的几何边界之外。
50. 根据权利要求41所述的方法，其中所述模型分析包括有限元 分析。
51. 根据权利要求50所述的方法，其中所述有限元分析包括下述 步骤中至少一个计算部件对所施加的边界条件的应力-应变响应、计 算部件之间的接触压力和计算部件表面上的应变。
52. 根据权利要求41所述的方法，其中所述螺纹连接评价组包括 在生产烃中使用的管状构件之间的螺纹连接。
53. 根据权利要求41所述的方法，其中所述物理测试包括装配和 拆开测试、张力或压力引起的故障测试、坍塌或爆裂测试、液体密封 性能或气体密封性能测试、疲劳测试、弯曲测试、热循环和热淬火测 试中至少一种。
54. 根据权利要求41所述的方法，其中所述特征性能因素包括密 封性能因素。
55. 根据权利要求54所述的方法，其中所述密封性能因素被定义 为加压的储层流体或注入流体被包含在由两个管状构件形成的螺纹连 接内的好坏程度。
56. 根据权利要求54所述的方法，其中所述密封性能因素基于制 造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之 间相互干扰中至少一种。
57. 根据权利要求54所述的方法，其中所述密封性能因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
58. 根据权利要求54所述的方法，其中所述密封性能因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、 压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
59. 根据权利要求54所述的方法，其中所述密封性能因素基于通 过管状构件所传输的流体。
60. 根据权利要求41所述的方法，其中所述特征性能因素包括结 构完整性因素。
61. 根据权利要求60所述的方法，其中所述结构完整性因素被定 义为所施加的载荷在螺纹连接部件之间被分配的好坏程度。
62. 根据权利要求60所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 制造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件 之间相互干扰中至少一种。
63. 根据权利要求60所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 螺纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条 件包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
64. 根据权利要求60所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 螺纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张 力、压缩载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
65. 根据权利要求41所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗 磨损性因素。
66. 根据权利要求65所述的方法，其中所述抗磨损性因素被定义 为螺纹连接的部件耐受由于摩擦滑动引起的表面损伤的好坏程度。
67. 根据权利要求65所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于制造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之 间相互干扰中至少一种。
68. 根据权利要求65所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
69. 根据权利要求65所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、 压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
70. 根据权利要求41所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗 疲劳性因素。
71. 根据权利要求70所述的方法，其中所述抗疲劳性因素被定义 为螺纹连接的部件耐受循环载荷的好坏程度。
72. 根据权利要求70所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于制 造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之 间相互干扰中至少一种。
73. 根据权利要求70所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
74. 根据权利要求70所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张力、 压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
75. 根据权利要求41所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗 环境性因素。
76. 根据权利要求75所述的方法，其中所述抗环境性因素被定义为在攻击性环境存在下施加的载荷和所形成的应力和应变被螺纹连接 的部件控制的好坏程度。
77. 根据权利要求76所述的方法，其中所述抗环境性因素基于制 造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸或部件之 间相互干扰中至少一种。
78. 根据权利要求76所述的方法，其中所述抗环境性因素基于螺 纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条件 包括上紧力矩、装配速度或螺纹油中至少一种。
79. 根据权利要求76所述的方法，其中所述抗环境性因素基于螺 纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括原位流体组成、所 生产的流体组成、温度、压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷或扭力载 荷中至少一种。
80. 根据权利要求40所述的方法，其中所述地层流体包括烃。
81. —种与评价螺纹连接有关的方法，其包括 对第一众多螺纹连接进行物理测试，其中所述第一众多螺纹连接和第二众多螺纹连接在一个评价组里；对所述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接进行模型分 析，其中所述第二众多螺纹连接没有进行物理测试；比较所述物理测试和所述模型分析的结果，以评价所述第一众多 螺纹连接的性能因素，其中所述性能因素为结构完整性因素、抗磨损 性因素、抗环境性因素、抗疲劳性因素和其任何组合中的至少一种；将所述性能因素应用于所述第二众多螺纹连接；和基于该特征性能因素，确定性能极限。
82. 根据权利要求81所述的方法，其中所述评价组包括具有一致 特征的螺纹连接。
83. 根据权利要求82所述的方法，其中所述一致特征包括在限定范围内的密封设计、螺纹设计、肩部位置和其任意组合中至少一个。
84. 根据权利要求81所述的方法，其中所述评价组包括呈现出-一 致性能特征的螺纹连接。
85. 根据权利要求84所述的方法，其中所述一致性能特征包括对 所施加的载荷的机械响应、接触压力对机械载荷变化的响应和接触压 力对各种装配条件的响应中至少一种。
86. 根据权利要求81所述的方法，其包括基于连接几何形状，使 所述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接形成一条包络线，以 限定所述评价组。
87. 根据权利要求81所述的方法，其包括基于连接几何形状，使 所述第一众多螺纹连接和所述第二众多螺纹连接形成众多包络线，以 限定所述评价组。
88. 根据权利要求81所述的方法，其包括使所述第一众多螺纹连 接和所述第二众多螺纹连接形成一条包络线，其中所述第二众多螺纹 连接的一部分落在所述第一众多螺纹连接所限定的几何边界之外。
89. 根据权利要求81所述的方法，其包括使所述第一众多螺纹连 接和所述第二众多螺纹连接形成众多包络线，其中所述第二众多螺纹 连接的一部分落在所述第一众多螺纹连接所限定的几何边界之外。
90. 根据权利要求81所述的方法，其中所述模型分析包括有限元 分析。
91. 根据权利要求81所述的方法，其中所述有限元分析包括下述 步骤中至少一个计算部件对所施加的边界条件的应力-应变响应、计 算部件之间的接触压力和计算部件表面上的应变。
92. 根据权利要求81所述的方法，其中所述螺纹连接评价组包括在生产烃中使用的管状构件之间的螺纹连接。
93. 根据权利要求81所述的方法，其中所述物理测试包括装配和 拆开测试、张力或压力引起的故障测试、枬塌或爆裂测试、液体密封 性能或气体密封性能测试、疲劳测试、弯曲测试、热循环和热淬火测 试中至少一种。
94. 根据权利要求81所述的方法，其中所述特征性能因素包括结 构完整性因素。
95. 根据权利要求94所述的方法，其中所述结构完整性因素被定 义为所施加的载荷在螺纹连接部件之间被分配的好坏程度。
96. 根据权利要求95所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 制造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件 之间相互干扰中至少一种。
97. 根据权利要求95所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 螺纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条 件包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
98. 根据权利要求95所述的方法，其中所述结构完整性因素基于 螺纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张 力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
99. 根据权利要求81所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗 磨损性因素。
100. 根据权利要求99所述的方法，其中所述抗磨损性因素被定义 为螺纹连接的部件耐受由于摩擦滑动引起的表面损伤的好坏程度。
101. 根据权利要求100所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于 制造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件之间相互干扰中至少一种。
102. 根据权利要求100所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于 螺纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条 件包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少--种。
103. 根据权利要求100所述的方法，其中所述抗磨损性因素基于 螺纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张 力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
104. 根据权利要求81所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗 疲劳性因素。
105. 根据权利要求104所述的方法，其中所述抗疲劳性因素被定 义为螺纹连接的部件耐受循环载荷的好坏程度。
106. 根据权利要求105所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于 制造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸和部件 之间相互干扰中至少一种。
107. 根据权利要求105所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于 螺纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条 件包括上紧力矩、装配速度和螺纹油中至少一种。
108. 根据权利要求105所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于 螺纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括温度、压力、张 力、压縮载荷、弯曲载荷和扭转载荷中至少一种。
109. 根据权利要求81所述的方法，其中所述特征性能因素包括抗 环境性因素。
110. 根据权利要求109所述的方法，其中所述抗环境性因素被定 义为在攻击性环境存在下施加的载荷和所形成的应力和应变被螺纹连接的部件控制的好坏程度。
111. 根据权利要求110所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于 制造条件，所述制造条件包括基材特性、表面抛光、部件尺寸或部件 之间相互干扰中至少一种。
112. 根据权利要求110所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于 螺纹连接装配和安装期间的条件，所述螺纹连接装配和安装期间的条 件包括上紧力矩、装配速度或螺纹油中至少一种。
113. 根据权利要求110所述的方法，其中所述抗疲劳性因素基于 螺纹连接的使用条件，所述螺纹连接的使用条件包括原位流体组成、 所生产的流体组成、温度、压力、张力、压縮载荷、弯曲载荷或扭转 载荷中至少一种。
全文摘要
本发明评价螺纹连接组的方法和系统。描述的是与选择烃生产所用的管件相关的方法。具体而言，该方法涉及评价螺纹连接的性能极限。在该方法中，螺纹连接评价组的组元通过模型分析进行确定。然后，对评价组里的第一组螺纹连接进行物理测试。对所述第一组螺纹连接和第二组螺纹连接进行模型分析，其中所述第二组没有进行物理测试。建立模型后，比较物理测试和模型分析的结果以评定第一组的特征性能因素。然后，将该特征性能因素应用于第二组，并且基于该特征性能因素确定性能极限。
文档编号G01L1/00GK101506624SQ200680050661
公开日2009年8月12日 申请日期2006年11月20日 优先权日2006年1月20日
发明者A·S·D·卡玛克海姆, B·A·戴尔, D·A·贝克, I·杰伊汗, J·A·伯德特, J·H·梅耶斯, J·W·莫尔, J·鲍尔斯, M·W·比格勒, M·阿斯曼 申请人:埃克森美孚上游研究公司