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。     

油管螺纹联接受力分析及优化措施

随着油管的大量应用,人们开始越来越重视如何提高油管寿命问题,而粘扣是影响油管寿命的主要因素。本文针对油管螺纹粘扣问题,利用ANSYS软件建立有限元模型,对油管螺纹联接上扣状态进行受力分析,得到了油管螺纹连接后各扣牙的受力情况。同时对有限元的计算结果进行分析,得出导致油管发生粘扣的原因,并提出了解决油管螺纹粘扣的结构优化措施。     

钻头连接螺纹断裂分析

断扣是连接螺纹失效的主要形式之一,导致井下事故时有发生,严重影响钻进过程.基于某公司发生的钻头连接螺纹断裂现象,从理论上分析连接螺纹的受力情况,还原事故发生的过程,推断螺纹断裂的原因,分析失效的基本原理,并通过有限元方法予以验证.最终得出该断裂现象发生的主要原因是钻具螺纹端面未顶紧钻头止扭台肩,导致连接螺纹牙根部集中应力过大.该结论为推荐上扣扭矩提供理论依据.     

圆螺纹套管接头的抗压缩极限载荷分析

采用非线性有限元方法，以API8牙圆螺纹套管接头为研究对象，在标准锥度公差条件下，模拟套管接头的上扣过程，计算分析上扣过程中内、外螺纹导向面和承载面上的应力分布，并对套管接头在压缩工况下的承载极限进行分析，得到套管接头在压缩载荷下的失效形式，失效载荷，并提出相应的失效判据。     

钻柱接头扣型改进设计的有限元分析

螺纹根部应力集中是导致钻柱接头失效的主要原因之一。文中采用有限元方法分析多种针对NC46扣型的改进设计方案,包括扩大螺纹根部圆弧半径、公母扣大端切削以及改变公扣锥度。详细分析各种改进设计方案对螺纹根部应力集中的影响,以及螺齿上接触载荷的分布变化。研究结果表明,改变公扣锥度方案对降低公扣根部应力集中的效果最好,其次是对螺纹大端进行切削的方案和采用SST扣方案。     

圆螺纹套管接头应力分布规律研究

根据弹塑性力学理论建立圆螺纹套管接头的计算模型，利用有限元分析和全尺寸实验相结合的方法，详细分析套管接头在使用工况(包括上扣、上扣后加拉伸载荷、上扣后加内压载荷等)下的应力分布规律，指出载荷在各个螺纹牙上分布的不均匀性是制约套管接头性能的主要原因，提出改进接头应力状态、减少应力集中的主要措施。研究结果提高了对套管接头应力水平的认识，对改进套管连接螺纹设计，提高套管接头的连接质量具有一定的参考价值。     

73×5.51油管螺纹连接失效分析

ф73×5.51新油管工作46天发生螺纹脱扣.通过对失效油管的螺纹宏观形貌、微观形貌的分析和管材化学成分、常温力学性能、金相组织的检验,结果表明,由于液压钳上扣时过扭矩和高转速的作用,导致螺纹发生粘扣而失效.     

抽油机井油管接头弹塑性接触有限元分析

对油管接头进行弹塑性接触有限元分析，给出其应力分布规律，找出应力集中区即螺纹尾部第一啮合齿根；讨论各种载荷及锥度偏差对应力分布的影响，得出拉伸载荷对油管应力应变场的影响很大；油管极大锥度、接箍极小锥度使油管接头螺纹尾部第一啮合齿根应力集中区进一步扩大，而油管极小锥度、接箍极大锥度则会造成油管在端部附近断裂或粘扣，这两种情况都比较危险，因此在使用中应尽量限制锥度偏差。同时也对公称锥度的油管接头进行在循环载荷作用下的有限元分析，确定油管的疲劳失效类型属于高周疲劳。     

ф73×5.51油管螺纹连接失效分析

ф73×5.51新油管工作46天发生螺纹脱扣.通过对失效油管的螺纹宏观形貌、微观形貌的分析和管材化学成分、常温力学性能、金相组织的检验,结果表明,由于液压钳上扣时过扭矩和高转速的作用,导致螺纹发生粘扣而失效.     

φ73×5.51mm油管螺纹连接失效分析

73× 5 5 1mm新油管工作 4 6天发生螺纹脱扣。通过对失效油管的螺纹宏观形貌、微观形貌的分析和管材化学成分、常温力学性能、金相组织的检验 ,结果表明 ,由于液压钳上扣时过扭矩和高转速的作用 ,导致螺纹发生粘扣而失效     

硬地层单牙轮-PDC钻扩联合钻头破岩特性

提出了新型单牙轮-PDC钻扩联合钻头,先依靠单牙轮破岩钻孔,释放地应力,产生岩石损伤,再助推PDC钻头刮切破岩。运用有限元法,建立钻扩联合钻头、双级PDC和常规PDC钻头破岩的非线性动力学模型。通过对岩石本构关系进行D-P准则描述以及确定岩石破碎的判据,分析钻扩联合钻头钻进硬地层的破岩机理,开展了3种钻头动态破岩过程的对比研究。结果表明：钻扩联合钻头在钻进过程中井底井壁的岩石应力得到明显释放,大大提高了岩层可钻性;在硬地层中钻扩联合钻头钻进速度提高的主要原因是拉应力破岩;钻扩联合钻头在硬地层钻进过程中的扭转振动大大降低,破岩效率更高,钻头寿命更长;由于单牙轮领眼破碎岩石的作用,钻扩联合钻头对井底岩石的冲击破碎能力更强,在硬地层中钻进更快。研究结果为新型单牙轮-PDC钻扩联合钻头的研发提供了参考。     

基于ANSYS的深孔钻结构有限元分析

作为最典型的金属切削加工技术之一,深孔钻削有其重要的研究价值.使用通用有限元软件ANSYS对深孔钻的结构刚度进行了仿真,使用三维建模软件UG建立了深孔钻头的三维实体有限元模型,以深孔钻头为研究对象,在考虑轴力和扭矩的情况下,对深孔钻的扭转刚度和抗压刚度进行了分析,得到了钻头在预定载荷下的应力应变分布和扭矩分布图,并对结...     

可转位浅孔钻的实体建模及网格划分

可转位浅孔钻内外刀片的径向非对称分布,导致钻削时将会产生径向合力,从而影响被加工孔的质量。为最大限度的减小加工时的径向合力,有效研究浅孔钻钻削过程,需借助有限元软件对其进行三维斜角切削分析。由于浅孔钻结构复杂,为创建有限元分析所需要的几何模型,采用Solid-Works软件建立可转位浅孔钻三维模型,并详细介绍了其建模过程;同时在有限元分析软件ANSYS里对其进行网格划分,为后续浅孔钻的应力、应变等分析做好充分准备工作。     

钻机天车滑轮的有限元强度及模态分析

滑轮是钻机天车的重要部件,设计中有必要掌握其静强度及动态特性。论文建立了天车滑轮的实体模型,在此基础上应用有限元软件对其进行了静强度分析,发现其满足强度要求;进一步对其进行了有限元模态分析,得到前六阶振型及固有频率,发现第一阶固有频率为52.6Hz,所对应的位移趋势较大,为98mm,工作中应注意调整钻台设备的工频,以避免共振。论文研究结果可用于指导天车滑轮的改进设计及钻井现场工况的调整。     

水平定向钻进随钻测量及方位校正研究

根据水平定向钻进角度随钻测量的要求，描述了用三轴加速度计与三轴磁强计测量地下钻头姿态-方位角、倾斜角和工具面向角的方法，针对由于钻具铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差，提出了利用当地地磁场进行校正的方法，详细分析了校正原理，同时给出校正步骤和仿真结果。结果表明，这种校正方法能够在不更换钻具的情况下获得准确的方位角，因此可以大大减少无磁钻铤的长度，节省钻进成本。     

钻铤因素对钻柱振动的影响分析

钻铤因素直接影响着钻柱振动的整体效果。钻铤长度是硬岩钻井中引起钻柱剧烈振动的一方面原因,同时也是解决钻柱振动的主要突破口。文中从钻铤的长度、固有频率、激励来源、钻铤共振及其临界转速、振动的控制等方面对钻柱振动问题进行全面分析论证,以公式的形式给出论证结果,便于钻井工程师们直接应用于生产实践。     

陶瓷复合构件的钻削力试验研究

以典型的陶瓷复合构件(陶瓷/玻璃钢/铝合金)为例,通过烧结金刚石套料钻头定压加工试验,深入分析了孔加工过程中的钻削力变化规律。通过正交试验和多元回归分析,建立了综合考虑钻头参数和切削用量的工程陶瓷套孔加工钻削轴向力的经验公式,并分析了各参数对钻削轴向力的影响。研究成果为工程陶瓷及陶瓷复合构件套孔加工时钻头参数和切削用量的优化选择提供了参考依据,对专用机床的开发也具有一定的指导意义。     

麻花钻钻削钼圆材料过程有限元分析

通过对标准麻花钻数学模型的研究,用Deform 3D建立了麻花钻钻削钼材料的有限元模型,并对钻削过程的应力应变、钻削温度和钻削轴向力的情况做了仿真研究。结果表明切削温度和轴向力都随麻花钻的转速及进给量的增加而增大,而选择合适的转速和进给量能使得材料的应变变小,切削形状良好。为钼材料的钻孔加工,工艺参数的选择提供了相关的理论依据。     

不同沟形金刚石钻头刚度和强度的有限元分析

利用Pro/E建立金刚石钻头的三维模型,模拟钻削过程中钻头受力情况.应用ABAQUS有限元分析软件研究不同排屑沟槽、不同径向截形金刚石钻头的刚度和强度.并通过改变钻芯厚度、螺旋槽长度及螺旋角度等结构参数,研究钻头结构参数变化对钻头扭转刚度、弯曲刚度、轴向抗压刚度的影响规律.     

基于加速度计和磁强计的方位测量与校正技术研究

根据随钻测量的要求,描述了基于三轴加速度计与三轴磁强计测量钻具方位的方法,并针对铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差,提出了两种利用当地地磁场进行方位校正的方法--直接校正法和间接校正法,前者通过校正公式直接进行校正,后者通过循环递推逐次收敛于真实的方位.在原理分析的基础上,得出具体的校正算法,并通过数据仿真进行验证.结果表明,两种校正方法均能消除钻具干扰磁场的影响,获得准确的方位角,因此可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本.