钻铤螺纹联接载荷分布规律与疲劳失效

钻铤螺纹联结失效是钻铤失效的主要因素,在整个钻具失效事故中占很大比例。疲劳是导致螺纹联接失效的主要原因。文中从螺纹载荷分布入手,运用有限元软件分析螺纹疲劳失效机理,最后提出预防螺纹先期疲劳失效的措施。     

钻铤粘螺纹原因分析及试验研究

对钻铤粘螺纹事故进行了调查研究，并进行了宏观形貌和材质分析；对新钻铤材质和螺纹参数进行了检验，并采用不同旋螺纹扭矩对新钻铤试样进行了上卸螺纹试验。通过试验分析，认为钻铤材质和螺纹加工质量合格，钻铤粘螺纹与钻铤材质和加工质量无关，其主要原因是井队操作不当所致。     

钻铤螺纹连接疲劳失效研究

钻铤螺纹连接失效是钻铤失效的主要形式，在整个钻具失效事故中占很大比重。从分析螺纹载荷分布和螺纹应力分布入手，得出造成钻铤螺纹连接疲劳失效的原因是螺纹连接载荷分布极不均匀和应力局部集中，并据此提出了通过降低啮合区螺纹牙高度和采用不同摩擦系数的螺纹脂使载荷分布更合理、加工应力减轻槽改善应力分布和对螺纹表面进行处理预防钻铤连接疲劳失效的工艺技术措施。     

新型石油钻铤联接螺纹减应力区的研究

石油钻铤联接螺纹失效是钻具失效的主要形式。钻铤联接螺纹疲劳失效是由于交变弯曲应力引起的,这些交变应力集中在联接螺纹消失处附近。减少联接螺纹弯曲应力可以延长钻具联接螺纹的疲劳寿命。文章提出并研究了一种新的钻铤联接螺纹减应力区,它是通过在钻铤本体上设置减应力区,来解决钻铤联接螺纹疲劳失效问题。与以前减应力区不同的是,新的减应力区轮廓线为连续的光滑的二次曲线、圆弧线、抛物线和椭圆线。这可以避免在减应力区出现应力集中和出现“细脖子”现象。并且这些曲线在机械加工上是可行的。用有限元法优化了减应力区的几何形状,分析了减应力区的开口位置、开口深度和开口宽度等几何参数对应力释放效果的影响。并对减应力区的强度进行了分析。     

钻铤螺纹有限元分析及优化改进

钻铤螺纹破坏的主要原因是钻铤所受的交变载荷大,产生了较大的应力集中。用ANSYS软件建立了钻铤螺纹连接有限元分析模型,对钻铤螺纹接触处进行应力分析。分析表明,钻铤螺纹第1个螺纹处所受应力最大,最大应力达到331MPa,失效部位主要集中在前3个螺纹处。据此提出了3种螺纹结构改进优化方案,分别是适当增大螺纹齿顶和齿根处的倒角半径;在外螺纹管台肩处加工圆角;将螺纹连接的前4个螺纹切削1mm,降低其高度。经过比较分析,第3种方案降低应力最为明显,而且使得螺纹整体应力均匀化,抗疲劳性能最佳,螺纹最大Von Mises应力为286MPa。     

从钻铤事故谈钻铤螺纹的选型与加工

两起事故钻铤的断口均属钻铤连接螺纹处弯曲强度比不足引发的疲劳折断。通过对钻铤连接螺纹区域的工作应力定性分析，导出了内、外螺纹上各自的危险截面，提出了对钻铤平衡连接的理解。认为随意改变钻铤螺纹的规格和类型，不随钻铤外径磨损及时根据弯曲强度比减小钻铤螺纹的规格，是现场两种常见的因弯曲强度比不足导致钻铤早期疲劳失效的原因。经对数字型（NC）螺纹和正规型（REG）、贯眼型（FH）、内平型（IF）螺纹各自的应力集中系数Kf的比较，建议使用NC螺纹以降低应力集中，提高钻铤连接螺纹的疲劳寿命。还对影响Kf值的螺纹表面形状精度、粗糙度、表面组织进行了讨论，提出了提高螺纹表面质量的相应措施，以延长钻铤使用寿命。     

钻铤螺纹清洗系统设计与应用

针对钻铤螺纹遭受较为严重的污垢腐蚀问题,采用高压水射流原理,设计了钻铤螺纹清洗系统.介绍了系统的组成和工作原理.现场使用表明:该系统能有效避免有害物质对钻铤螺纹的腐蚀破坏,提高了钻铤检验质量和效率,改善了工作环境,减轻劳动强度,取得了较好的经济和社会效益.     

钻铤螺纹接触应力数值仿真分析研究

钻铤是钻柱的重要组成部分,在井眼内因承受各种载荷作用,钻进中经常出现钻铤螺纹失效现象,造成严重经济损失。本文采用有限元方法,建立钻挺连接螺纹分析模型,通过对拉应力和内外压差两种工况条件下,钻铤螺纹接触应力的模拟计算,分析得出了在拉应力和内外压差两种工况下钻铤螺纹应力分布规律,给出了钻铤螺纹应力分布特点,用以指导预防钻铤螺纹失效优化方案的制定。     

石油钻铤接头螺纹磷化处理装置研究

针对石油钻铤接头螺纹磷化现状和需求,对一种全封闭式循环磷化处理装置的实现方案、自动控制等关键技术进行了详细的研究与设计。该系统为全封闭结构,采用脱脂除锈液、表调液、磷化液、钝化液、清洁液等各种工艺液体连续循环;磷化效率高,磷化质量可靠;能减少对环境的污染;磷化液不易被污染,使用寿命长;药品利用率高,磷化成本低,对操作人员身体无损伤。采用PLC可编程控制器实现装置中加热器、电机、阀门等的自动控制,自动化程度高,操作简单、可靠。通过改变PLC程序,可适应不同的磷化工艺,灵活方便,有利于磷化工艺的优化设计,具有广阔的应用前景。     

钻铤螺纹失效分析及解决措施

在钻井过程中，钻铤螺纹承受的载荷非常复杂，常发生失效事故。通过对钻铤螺纹失效问题的深入分析，找出了钻铤螺纹失效的主要原因，提出了采用双台肩螺纹接头、数字型螺纹和使用成型梳齿刀具加工螺纹等3种解决措施。重点对双台肩螺纹接头进行了分析计算，证明了采用双台肩螺纹接头解决钻铤螺纹失效事故的有效性。     

高温下T型加强环相贯节点承载力与变形性能研究

利用有限元程序ABAQUS计算了海洋平台内部设置加强环的T型相贯节点在不同温度下的极限承载力,探讨了T型相贯节点在不同温度下的极限承载力和变形性能,考虑了在主、支管相交区域内设置不同数量、不同宽度和厚度的加强环对节点在不同温度下极限承栽力的影响,并和不设加强环的T型相贯节点的极限承载力进行了比较。