[发明专利]油套管螺纹接头建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油套管螺纹接头建模方法。

背景技术

石油工业用油套管是石油、天然气勘探等开发中的必须的装备，并利用螺纹接头在井下连接成管柱。在油套管接头设计过程中经常要进行接头的建模和网格划分，而建模过程是有限元模拟中最费事、最关键的一步。油套管螺纹接头有限元分析过程中螺纹结构部分由于形状变化复杂，目前还都使用人工方法建模。由于目前技术未能实现有限元分析过程的自动建模，使得每次更改接头的螺纹或气密封结构形状或尺寸后都要人工再次建模，费事费力。且人工建模方法不能适用于蒙特卡洛方法进行变参数条件下接头性能的可靠度分析，或优化设计。有必要建立一个自动建模方法，便于实现油井管管柱井下服役条件下的可靠度分析，也可应用于特殊接头的优化设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油套管螺纹接头建模方法，实现油套管螺纹接头的自动设计及可靠性分析。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种油套管螺纹接头建模方法，包括如下步骤：

获得所述接头的外螺纹初始几何参数；

获得所述接头的外螺纹辅助面参数；

根据所述外螺纹初始几何参数和所述外螺纹辅助面参数，获得所述外螺纹几何模型；

获得所述接头的内螺纹初始几何参数；

获得所述接头的内螺纹辅助面参数；

根据所述内螺纹初始几何参数和所述内螺纹辅助面参数，获得所述内螺纹几何模型；

根据所述外螺纹几何模型和所述内螺纹几何模型，组合形成接头参数，由程序自动生成接头几何模型；

将所述接头几何模型进行网格划分，获得有限元模型。

上述方案中，所述获得所述接头的外螺纹初始几何参数包括：

获得所述接头的外螺纹结构边线；

获得所述接头的外密封结构边线；

根据所述外螺纹结构边线和所述外密封结构边线，获得所述接头的外螺纹初始几何参数。

上述方案中，所述获得所述接头的内螺纹初始几何参数包括：

获得所述接头的内螺纹结构边线；

获得所述接头的内密封结构边线；

根据所述内螺纹结构边线和所述内密封结构边线，获得所述接头的内螺纹初始几何参数。

上述方案中，所述根据所述外螺纹初始几何参数和所述外螺纹辅助面参数，获得所述外螺纹几何模型包括：

将所述外螺纹初始几何参数与所述外螺纹辅助面参数进行布尔逻辑运算，获得所述外螺纹几何模型。

上述方案中，所述根据所述内螺纹初始几何参数和所述内螺纹辅助面参数，获得所述内螺纹几何模型包括：

将所述内螺纹初始几何参数与所述内螺纹辅助面参数进行布尔逻辑运算，获得所述内螺纹几何模型。

上述方案中，所述将所述接头几何模型进行网格划分，获得有限元模型包括：

将所述接头几何模型进行网络划分和生成接触单元后，自动对有限元模型施加载荷及约束条件，以用于计算分析。

上述方案中，所述布尔逻辑运算为布尔加和/或裁剪运算。

与现有技术方案相比，本发明采用的技术方案产生的有益效果如下：

本发明提供的油套管螺纹接头建模方法，通过获得外螺纹几何模型和内螺纹几何模型信息，并组合形成接头几何模型后，按照有限元软件自动建立有限元网格模型，实现进行油套管螺纹接头的自动设计及可靠性分析。

附图说明

图1为本发明实施例的油套管螺纹接头建模方法流程图；

图2为本发明实施例的油套管螺纹接头建模过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种油套管螺纹接头建模方法，包括如下步骤：

S 100：获得所述接头的参数信息；

其中，所述接头的参数信息可以包括：油套管螺纹接头的管体外径、壁厚、接箍外径及长度、锥度、螺距、中径、齿高、牙型角及各个倒角半径、载荷等参数信息。

S110：获得所述接头的外螺纹初始几何参数；

其中，获得所述接头的外螺纹初始几何参数具体包括：根据接头的参数信息获得所述接头的外螺纹结构边线、获得所述接头的外密封结构边线；并根据所述外螺纹结构边线和所述外密封结构边线，获得所述接头的外螺纹初始几何参数。

S120：获得所述接头的外螺纹辅助面参数；