钻铤螺纹应力分散槽结构改进

介绍了API Spec 7标准、SY/T 5144标准、GB/T 22512.2标准中关于钻铤螺纹应力分散槽结构方面的发展历史。指出原有结构使公、母螺纹啮合的完整扣数目减少,降低其承载能力,并使弯曲强度比增加。提出了螺纹应力分散槽结构的改进方法,减少了应力集中,提高了钻铤螺纹的使用寿命。     

钻铤上加工外部应力槽可降低联结丝扣的折断事故

在弯曲状态下旋转的钻铤,由于疲劳破坏,联结丝扣的折断事故是经常发生的。由此要进行昂贵的打捞作业,有时不得不将该井报废。预防这些事故,对于提高钻速,节约投资是有重大意义的。D·伟勒尔和E·秋提出了一种用来降低钻铤联结丝扣折断的新方法。这就是所谓     

钻铤外表面的应力减载槽

在靠近连接部位的钻铤体外表面上切削应力减载槽能显著增加钻铤连接部位的使用寿命。德克萨斯州A和M大学研究站在4 1/8″,4 3/4″和6″外径的钻铤上进行了实物试验。结果表明:有这种应力减载槽的钻铤寿命比没有应力减载槽的增加十倍。随后,将几种尺寸的改良钻铤进行现场试验,进一步证明外表面的应力减载槽能大大延长钻铤使用寿命。     

一种新型钻铤接头应力减轻结构的效果分析

石油钻铤失效事故大多发生在外螺纹接头靠近台肩处的最末啮合扣位置,而疲劳断裂与断裂处的应力水平有很大关系,应力水平越高,越容易发生疲劳断裂。因此,如何减小钻铤接头的局部应力集中、改善应力分布,一直是研究的热点问题。在API应力减轻结构的基础上,设计了一种新型应力减轻结构,并进行了实际应用。在考虑摩擦因数的前提下,利用有限元方法,对该新型结构进行了详细分析,对比了API接头、API应力减轻结构和该新型结构的效果,分析了3种结构在台肩面、螺纹牙上的应力分布以及台肩面上的接触力分布。结果表明,该新型结构可以有效地减小钻铤接头局部应力峰值,改善接头的应力分布,从而为改进钻铤接头设计、提高钻铤寿命提供了参考。     

公螺纹应力减轻槽效果分析

在钻井过程中,钻具疲劳失效事故频繁发生,其失效部位主要集中在螺纹接头处,如何减轻集中在接头处的应力,国内外有关学者提出了在螺纹部位加工应力减轻槽以降低公扣最末完全扣和母扣根部的应力集中,该方法经现场应用后,效果显著。以?177.8mm钻铤公螺纹接头作为研究对象,用有限元方法对加工有不同应力减轻槽的钻铤公螺纹接头进行了分析计算,得出了4种不同公螺纹结构在相同的边界条件和载荷作用下最末完全扣处的应力集中情况。计算结果表明,带有应力减轻槽的公螺纹具有较小的应力集中,特别是API标准应力减轻槽的应力集中最小,因此抗疲劳性能最佳,建议采用这种应力减轻槽结构。     

钻铤螺纹应力分析及结构优化

在钻井过程中，经常发生下部钻具组合断裂失效事故，其主要失效部位是在钻铤薄弱部位——螺纹连接处，由于螺纹类型复杂，过渡部位易发生应力集中，造成钻具疲劳断裂破坏。针对钻铤断裂事故，建立了常规钻铤螺纹连接部位3种螺纹类型的有限元模型，并采用线弹性有限元方法分析了不同模型在不同钻压条件下的应力分布情况，同时对使用API标准应力减轻槽的钻铤螺纹连接部位进行了结构优化设计。在设计中以螺纹连接处两个过渡圆角半径R1、R2为设计变量，分析了在一定条件下不同尺寸的R1、R2所对应的螺纹连接处应力分布情况。对比分析可知，在满足钻铤强度条件下，改进的螺纹应力减轻槽可有效降低螺纹连接处的应力集中水平，从理论上说明该方法是可行的。     

钻铤孔槽结构有限元分析及优化

随钻测井模块一般是将测井单元安装在钻铤中,这需要在钻铤上加工各种结构的孔槽。本文利用有限元法分析了钻铤上四种孔槽结构的应力集中情况,求解出其应力集中系数,总结出钻铤孔槽结构应力集中产生的规律,并提出优化的钻铤孔槽结构设计方案。     

8in钻铤上NC56接头的应用及在NC38和更大尺寸BHA接头上加工1in或3／4in应力减轻槽

设计底部钻具组合时 ,设计者必须选择接头的类型和接头是否使用应力减轻槽。通过对比NC5 6和 6 REGAPI接头的疲劳寿命 ,比较了两种接头的优劣性。对三种普通的公螺纹应力减轻槽宽度及其对疲劳寿命的影响进行研究。接头疲劳寿命的提高可以通过有限元分析和Morrow应变周期模型来定量分析。结合高疲劳抗力牙型和增加母螺纹锥度来提高母螺纹的刚度 ,使得NC5 6接头比 6 REG接头的寿命有显著的提高。结果表明带有 in和 1in的应力减轻槽的公螺纹的寿命是最长的 ,宽度为 1in的应力减轻槽比 in的更好 ;没有应力减轻槽的公螺纹的寿命最短 ,其次是带有 in的应力减轻槽的公螺纹。     

螺纹退刀槽受扭矩状态下的应力分析

本文利用ANYSY软件以螺纹退刀槽为分析对象,对同等材料、同等尺寸的各种结构形式进行受扭矩应力分析。根据应力云图和应力分布图,分析各种螺纹退刀槽的特点,从而得出优化结论,为井下工具的沟槽设计,提供理论依据。     

悬挂偏置游梁抽油机应力及扭矩测试研究

悬挂偏置游梁抽油机是一种节能新型抽油机。利用电阻应变测量技术对该型抽油机游梁。连杆等主要承我构件在不同载荷及工况下进行静、动态应力测试，将实测值与计算值进行对比研究，确定了游梁及连杆应力分布状态，为进一步优化设计提供了依据。同时，对该型抽油机减速箱输出轴扭矩与常规抽油机在同一工况下进行了对比测试，其扭矩比常规机降低73％，其优越的性能得到验证。     

锥颈及法兰环尺寸对法兰应力的影响

在法兰设计中 ,锥颈及法兰环尺寸对法兰 3项主要应力σＨ (轴向应力 )、σＲ (径向应力 )、σＴ(环向应力 )的影响关系较为复杂。了解并掌握它们之间的关系能够充分地发掘法兰的强度 ,节省材料 ,合理地进行法兰的设计。1 锥颈及法兰环尺寸与法兰 3项应力的关系图 1表示了锥颈尺寸 (δ1、ｈ)对法兰 3项应力的影响关系 :增加锥颈尺寸对降低σＨ 有明显的作用 ,对σＴ 影响较小 ,而σＲ 则起相反的作用。图 2表示了法兰环厚度 (δｆ)对法兰 3项应力的影响关系 :增加法兰环厚度 ,对降低σＲ 有明显的作用 ,对σＨ 影响较小 ,而对σＴ 影响更小 ,…     

锥颈及法兰环尺寸对尘兰应力的影响

在法兰设计中,锥颈及法兰环尺寸对法兰3项主要预应力σH（轴向应力）、σR（径向应力）、σT（环向应力）的影响关系较为复杂。了解并掌握它们之间的关系能够充分地发掘法兰的强度,节省材料,合理地进行法兰的设计。