基于有限元法的单根钻杆动力学仿真模拟分析

为进一步明确钻进中的钻杆柱工作状态，以直井段中单根钻杆为研究对象，基于有限元法建立钻杆的动力学模型，以实际设计参数为依据，确定边界条件，综合考虑静、动载荷的耦合作用，对钻杆受迫振动发展过程进行仿真模拟分析，在一定程度上反映井下钻杆工作状态，并为钻杆柱的随钻控制研究提供理论基础。分析结果表明，现役钻杆接头台阶及螺纹处普遍存在应力集中，设计时应予以改进；钻杆受迫振动的发展过程中，钻压及转速是重要的振动激励参数，较浅井段钻杆振动参与形式以横振为主，随着钻进的深入，其他振动形式频繁的交替激发并参与，应通过调整钻进参数、避免工作于固有频率而激发模态振动。     

国产Ф127mm钻杆管体失效分析

文章对国产Ф127mm钻杆在吐哈油田使用发生失效的原因进行了分析，提出了相应的对策，对加强钻具管理。预防和减少钻杆的失效事故。提高国产钻杆质量及市场占有率有积极的意义。     

引水压力钢管弧坑缺陷的有限元分析

结合因弧坑缺陷引发压力钢管焊缝开裂的工程实例,采用有限元分析软件Ansys对钢管焊缝弧坑缺陷处的应力分布进行了计算,分析了在单个弧坑情况下应力强度值的分布规律以及在多个弧坑情况下弧坑处应力强度值和应力集中系数之间的相互影响,从而为压力钢管的安全评定提供了力学依据.     

含体积型缺陷管道强度的有限元数学模型研究

石油天然气管道普遍存在因腐蚀造成的体积型缺陷,而且随着服役时间的延长不断恶化,最终导致管道破坏失效。本研究以保障管道运行安全为目的,对含体积型缺陷管道剩余强度进行了研究。利用有限元软件分析了由于管道内部腐蚀缺陷引起的表面应力场,归纳了引起管道表面微应变变化的影响因素,利用软件拟合出相应的方程,建立了管壁应变与影响因素对应的三维模型,为进一步进行管道安全评估提供基础理论依据。     

钻杆缺陷部位裂纹扩展磁记忆检测试验研究

介绍了金属磁记忆检测的原理、试验方案和试验步骤,并对试验结果进行了分析。试验研究表明,金属磁记忆检测技术可以较好地检测铁磁性构件的隐形损伤,准确、可靠地检测出铁磁构件以应力集中为特征的危险部位,实现构件的早期损伤诊断。     

Ф127mm S135型钻杆管体刺穿失效分析

通过力学性能测试、金相显微组织和断口分析,并结合钻杆的受力状态,对一例Ф127mmS135型钻杆刺穿失效原因进行分析。结果表明:钻杆管体的刺穿失效为腐蚀疲劳失效,疲劳裂纹起源于管体内加厚锥面消失部位对应的外壁腐蚀坑底部,当微裂纹扩展穿透壁厚时,高压泥浆刺穿,形成刺孔。     

国产齘127mm钻杆管体失效分析

文章对国产127mm钻杆在吐哈油田使用发生失效的原因进行了分析,提出了相应的对策,对加强钻具管理,预防和减少钻杆的失效事故,提高国产钻杆质量及市场占有率有积极的意义。     

国产φ127 mm钻杆管体失效分析

文章对国产φ127mm钻杆在吐哈油田使用发生失效的原因进行了分析,提出了相应的对策,对加强钻具管理,预防和减少钻杆的失效事故,提高国产钻杆质量及市场占有率有积极的意义.     

S135钻杆管体刺穿失效分析

某油气井的钻杆在钻进过程中发生了刺穿失效,为了确定其刺穿失效的原因,对该失效钻杆进行了宏观形貌分析、化学成分分析、力学性能试验、金相分析、扫描电镜分析和能谱分析。试验分析结果表明,该钻杆管体的化学成分、拉伸性能和夏比冲击试验结果符合API Spec 5DP—2020《钻杆》标准的要求。该钻杆失效的主要原因是其管体存在原始裂纹缺陷,在使用过程中由于交变载荷及高压泥浆的作用,该原始裂纹逐渐扩展并最终穿透管壁使钻杆管体刺穿失效。     

G105钻杆管体刺穿原因分析

对G105钻杆管体刺穿部位的观察和试验分析表明,钻杆被刺穿的原因是钻杆在使用前后存放期间保养不当,内壁产生严重的局部腐蚀,形成点蚀坑和产生应力集中点,引起腐蚀疲劳破坏。为提高钻杆的使用寿命,应加强钻杆存放期间的保养和防护。     

基于ANSYS5.4的钻杆通过转向器力学分析

阐述了固体力学的有限元理论,分析了钻杆通过水平径向井转向器过程中的受力情况,并根据钻杆的受力特点和计算机硬件条件,对基于ANSYS54的钻杆有限元分析模型作了适当的简化,探求了一种钻杆通过转向器力学分析的近似而省时的计算方法。分析认为,钻杆在从一种轨迹曲线段到另一种曲线段的变形处,应力较大,均达到较强的塑变状态,而在同一轨迹曲线段的中间部位应力相对较小。     

DDZ5—18—350牛头钻杆吊卡断裂分析

对ＤＤＺ５－１８－３５０牛头钻杆吊卡三维应力场进行分析后，采用有限元位移法，求解危险截面处不同深度和形态表面角裂纹的应力强度因子，给出了应力强度因子沿裂纹前沿的变化规律。根据有限元数值，拟合出关于角裂纹特征参数的无量纲应力强度因子表达式，为预测带裂纹的牛头钻杆吊卡的承载能力、剩余寿命、确定探伤周期和制定判废标准等提供了必要的断裂分析参数。     

S-135钻杆应力腐蚀与纵向开裂失效分析

为了分析S－135钻杆在起钻过程中突然断裂的真正原因，对断件进行失效分析，首无排除了材料化学成分、金相组织、机械性能等因素引起断裂，从断口宏观分析中发现钻杆断裂存在纵向裂纹和横向裂纹，断口微观检测分析确定横向断裂是韧性断裂，先产生纵向脆性开裂而后才被拉断，纵向断口的形貌特征为沿晶开裂花样，并有许多二次裂纹，是应力腐蚀断口花样。因此，判断钻杆是由于应力腐蚀造成断裂，引发早期失效。     

多功能钻杆气动卡瓦的优化设计及应用

针对气动卡瓦的产品系列化和标准化程度不够,并且在承载力方面没有明确的行业标准等问题,对钻杆卡瓦进行了系列化和标准化优化设计。优化设计方案主要从以下2点考虑:(1)在结构允许的情况下,力求加大卡瓦与钻杆的接触长度和面积,以提高卡瓦的承载能力,又不咬伤钻杆。(2)改善卡瓦体与卡瓦牙的装配结构,保证卡瓦有足够的强度,利用有限元软件开展卡瓦受力模型优化设计。在压力试验的基础上,还对优化方案进行了进一步的改进。优化结果表明,多功能钻杆卡瓦的厂内最大试验压力达到并超过了6122kN,卡瓦卡紧管柱可靠、卡瓦及钻杆本体无损伤,承载能力达到了设计指标。     

钻杆内螺纹接头纵裂与刺穿失效分析

针对某油田一批进口钻杆连续发生１７根钻杆内螺纹接头纵向开裂和刺穿事故，对断口进行Ｘ射线能谱、电镜和金相分析，并采样进行机械性能试验分析，认为材料不是导致接头断裂的主要原因。对断口裂纹源和内螺纹接头综合分析，认为接头连接后，在内螺纹尾部形成的凹槽区钻井液流动比较困难，使凹槽区螺纹缝隙内的氢离子浓度增加而容易产生缝隙腐蚀，腐蚀反应产生的氢沿内、外螺纹连接后的螺旋空间进入螺纹连接之间的表面，继而进入材料中，诱导材料的氢脆敏感性，最后导致材料的氢脆开裂。钻杆在使用过程中，过扭矩使螺纹连接的切向拉应力大幅度增加也促进了接头的氢脆开裂。     

螺旋焊管成形过程的有限元分析

根据螺旋焊管成形过程中板的变形特征 ,以及焊管管壁的层间剪切残余应力 ,提出了一种特殊的单元划分方案。这种方案能在保证一定精度的情况下 ,大大减少单元和节点数 ,从而能在微机上用有限元法对螺旋焊管成形过程进行有限元数值模拟。对多种成形工况的计算结果表明 :(1)钢管的残余应力在焊接前两边比中间大 ,且自由边比递送边大 ;(2 ) 2号辊下压量h对残余应力的影响远大于板宽的影响 ,h越大 ,螺旋焊管成形过程中形成的残余应力越小 ,对于管径D =10 16mm的钢管 ,h =4 80 4mm比较合适 ;(3)螺旋焊管成形过程中形成的残余应力随板宽的增加而减小     

适用于弯曲井段的高效密封钻杆接头研究

API标准钻杆接头的应力极值较大,应力集中现象比较严重,容易发生疲劳失效,为此设计了新型钻杆接头结构。在准确测定摩擦因数的基础上,利用有限元分析软件MSCMarc对2种结构的钻杆接头在受扭矩、扭矩+拉伸载荷及扭矩+压缩载荷作用下产生的不同变化进行了比较分析。结果表明,新型结构在保持与普通API接头具有相当的连接强度时,还显著提高了接头的抗扭性能,而且其密封性能优于API标准接头,不容易发生胀扣和刺漏等失效事故;与API标准钻杆接头相比,新型结构更适用于大扭矩、弯曲载荷的高压及超高压等复杂的油气井中。     

弯曲井眼中钻柱屈曲的非线性有限元分析

建立了弯曲井眼中的钻柱模型,在模型中考虑了重力、钻井液浮力、曲率半径、井眼轨迹等因素,用有限元法对钻柱屈曲过程进行分析,通过调整扶正器安放位置,得到超刚性钻具组合,并与满眼钻具组合计算结果进行比较。结果表明,超刚性钻具的最大挠度比满眼钻具的最大挠度小,说明超刚性钻具的刚度比满眼钻具的刚度大,受钻压和转速的影响小,抗地层造斜能力强;钻压和转速对钻柱挠度都有影响,但转速影响比钻压大得多。     

钻杆动力钳的设计缺陷及使用中存在的问题

由于钻杆动力钳设计中存在的缺陷及现场使用中缺少正确的维护保养，影响了它在现场的使用效果和寿命。文章介绍了钻杆动力钳设计中存在的部分缺陷和使用中存在的问题，对钻井队现场用好钻杆动力钳有一定的指导意义。     

钻杆流场诱导腐蚀模拟

钴杆是钻柱系统的重要组成部分,在工作中除要承受多种载荷外,还要受到钻井液等流体的诱导腐蚀,是钻柱系统的薄弱环节,现场实际工作中钻杆失效事故更是频繁发生.而钻杆失效高发区域便为加厚过渡带,传统上的钻杆失效数值模拟分析采用的主要方法是建立钻杆加厚过渡带的力学模型,从该区域受到载荷的情况下分析其等效应力的分布和应力集中系数的...