139.7mm加重钻杆外螺纹接头断裂原因分析

为查明某井139.7 mm加重钻杆外螺纹接头的断裂原因,对断口进行了宏观和微观分析,对材料进行了化学成分分析、力学性能试验和金相分析,并进行了有限元分析等。结果表明:加重钻杆断裂属于腐蚀疲劳断裂;断裂主要原因是加重钻杆接头内径大于标准规定值,降低了加重钻杆外螺纹接头断裂扭矩和抗拉载荷,在疲劳载荷与腐蚀介质作用下,腐蚀疲劳裂纹首先在加重钻杆外螺纹接头危险截面部位螺纹牙底萌生,随后在载荷作用下裂纹不断扩展,进一步降低了接头的强度,最终发生了断裂事故。     

方钻杆内螺纹接头刺漏原因分析

通过宏观观察、显微组织观察、化学成分分析、力学性能试验和断口分析等方法,对方钻杆内螺纹接头的刺漏原因进行了分析.结果表明:方钻杆内螺纹接头发生了疲劳失效,疲劳裂纹不断扩展至穿透壁厚,造成其发生刺漏.钻具振动及水龙头转动过程中发生的甩动引起与之连接的方钻杆上产生的交变弯曲应力,是导致方钻杆内螺纹接头最末几扣螺纹根部应力集中严重处发生疲劳失效的主要原因.     

特殊螺纹油套管接头完整性评估计算分析

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。     

小井眼开窗侧钻用高抗弯钻具接头性能分析与结构参数优化

随着小井眼开窗侧钻技术的广泛应用,由井下弯曲段引起的钻具接头失效问题日益突出。为解决因弯曲载荷造成钻具接头变形失效的问题,根据弹塑性力学理论及中心管材料本构模型试验研究结果,建立了钻具接头螺纹连接的三维有限元模型,研究了弯曲载荷作用下钻具接头连接强度和密封性能,并通过胀扣试验验证了有限元分析结果的可靠性。在此基础上利用正交优化方法,对其关键结构参数进行优化,获得了钻具接头较优参数组合,对比计算了API钻具接头与高抗弯钻具接头力学性能。结果表明,优化后的连接螺纹在抗拉/压、扭矩及弯曲方面性能均优于API螺纹,能更好地满足小井眼开窗侧钻的钻井要求。     

啮合锥度对圆螺纹套管接头强度的影响

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。     

小井眼钻井88.9 mm钻杆特殊扣连接性能研究

在小井眼开窗侧钻中,88.9 mm直径直连型钻杆,可以有效降低沿程压耗,提高携岩能力,也可以有效传递扭矩,进行旋转钻进以提高钻进效率。为满足实际需要,为提高小井眼钻井用88.9 mm钻杆接头的承载能力,提出一种矮牙双台肩特殊扣螺纹,通过三维有限元分析,对螺纹的连接性能进行了研究,包括不同载荷下的螺纹三维应力特征以及不同轴向拉伸载荷条件下的极限工作扭矩,并绘制出钻具接头的极限工作扭矩曲线,形成不同拉力下钻具接头极限工作扭矩快速确定的方法。研究对于指导钻具接头的选用与优化设计、分析钻具接头的承载极限、确定极限钻进深度具有十分重要的意义。     

潜孔钻机主轴接头的修复工艺

正我矿山现有5台CS165E型潜孔钻机,该型钻机回转减速器与钻杆连接的主轴接头属于易损件,需定期更换,本文介绍该主轴接头修复及再利用方法。1.主轴接头结构CS165E型潜孔钻机通过回转减速器向钻杆输出旋转动力。回转减速器通过主轴接头与钻杆连接,主轴接头起连接、过渡、传递扭矩的作用。主轴接头与回转减速器输出轴连接端为花键加法兰盘结构,法兰上设有紧固螺栓。主轴接头与钻杆连接端为锥形螺纹。每节钻杆均通过内、外锥形螺纹逐节连接,将     

J55特殊螺纹接头油管的强度性能分析

对J55高强度无台肩特殊螺纹接头油管的上扣性能和四种极限失效方式的应力分布进行分析,该结构油管接头上扣后内壁齐平,有利解决抽油杆对油管的偏磨。对规格为Φ73.02×5.51 mm的J55高强度无台肩特殊螺纹接头油管进行理论建模,上扣分析、四种极限载荷失效方式(拉伸至失效、压缩至失效、内压至失效、外压至失效)的应力分布及理论极限失效载荷分析,螺纹接头在各种条件下的整体应力分布及合理性分析,密封环接触应力分析。有限元分析表明上扣后油管结构应力分布合理;密封环均保持较高的接触应力,与接头对顶的端面作为辅助密封也一直保持较高压力,特氟龙密封环的主密封和端面辅助密封共同起作用,使接头表现出良好的密封能力;四种极限载荷的失效载荷(分别为408.9 k N、584.1 k N、84.0 MPa、87.0 MPa)均高于API标准中该规格圆螺纹的强度要求,螺纹接头应力分布合理。上扣时该规格螺纹接头的螺纹中径过盈量可以适当减少,以提高抗粘扣性能;在四种极限载荷失效方式下,高强度无台肩特殊螺纹接头油管性能较好,均满足API标准中该规格圆螺纹的强度要求;密封环具有良好的主密封和辅助密封效果。     

铜铝异种金属板压印连接与接头拉剪载荷研究

采用一种新的塑性成形连接方法--压印连接方法来实现铜、铝合金板的连接,通过拉剪实验研究了连接接头的力学性能,并分析了铜、铝合金板的排列顺序对接头拉剪载荷的影响。实验结果表明,对于铜、铝复合接头,铜板在上时接头具有较高的拉剪载荷(3kN),是铝板在上时拉剪载荷的4.6倍。根据接头失效形式对复合接头进行优化后发现：下层铝板的厚度增大时,接头的拉剪强度略有增大,拉剪过程中的能量吸收明显增大;提高下板材料强度时,接头的拉剪载荷明显增大;铜板作为上板进行压印连接时,失效形式为颈部断裂失效,且接头的拉剪强度较大。     

钻杆螺纹的结构优化与有限元模拟

钴杆螺纹破坏的主要原因是钻杆所受的交变载荷大,产生了较大的应力集中.为缓解内螺纹小端应力集中,在钻杆(如钻铤、方钻杆等)上设计和使用了应力减轻槽结构,这些钻杆在使用过程中取得了良好的效果.基于螺纹牙的强度计算公式,用ANSYS软件建立了钻杆螺纹连接有限元分析模型,对有应力减轻槽的钴杆螺纹接触处进行应力分析,并和普通螺纹进行了对比,结果表明,加应力减轻槽的钻杆螺纹所受应力大大减小,有益于延长钻杆的使用寿命.