钻具连接螺纹疲劳寿命分析与优化设计 |
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引用本文: | 丁宇奇,刘巨保,宋丽莉,安伟.钻具连接螺纹疲劳寿命分析与优化设计[J].石油机械,2010(2). |
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作者姓名: | 丁宇奇 刘巨保 宋丽莉 安伟 |
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作者单位: | 1. 大庆石油学院机械科学与工程学院 2. 大庆油田工程有限公司 3. 江苏油田设计院 |
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基金项目: | 中国石油天然气集团公司应用基础研究资助项目“复杂工况钻柱构件优化设计及安全可靠性技术”(06A40102) |
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摘 要: | 建立了钻具连接螺纹的三维空间有限元模型,分析了钻具螺纹在轴向动载荷、弯矩和扭矩作用下的疲劳寿命,并对连接螺纹进行了优化设计。结果表明,钻铤NC螺纹的寿命明显高于钻杆NC螺纹,而钻杆NC螺纹的寿命要高于其他连接螺纹。轴向力对钻具螺纹疲劳影响小,扭矩和弯矩对钻具螺纹疲劳影响较大。对钻具螺纹进行螺纹参数和连接参数的优选,可以延长螺纹的疲劳寿命并降低其应力。其中钻铤螺纹疲劳寿命延长了44.1%,钻杆螺纹疲劳寿命延长了12%。钻铤螺纹等效应力最大降低了40.36%,钻杆螺纹等效应力最大降低了15.06%。对于新型连接螺纹的设计,可以从螺纹锥度、牙底圆角半径、减应力槽直径和第1扣削顶高度入手。
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关 键 词: | 钻具 连接螺纹 疲劳寿命 有限元 优化设计 |
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