连续油管防喷器闸板剪切钻杆过程的力学性能

作     者：刘冰 李涛 赵永杰 陈金钢 周婷婷 綦耀光 Liu Bing;Li Tao;Zhao Yongjie;Chen Jingang;Zhou Tingting;Qi Yaoguang

作者机构：山东科技大学机械电子工程学院 中国石油大学(华东)机电工程学院 

基　　金：国家油气科技重大专项(编号:2016ZX05042003-001 2016ZX05066004-002) 中国煤炭工业协会科学技术研究指导性计划项目(编号:MTKJ2016-279) 江苏省博士后科研资助计划项目(编号:1601053C) 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2019年第39卷第4期

页      码：82-89页

摘      要：剪切闸板对确保油气井钻采作业安全具有重要的作用,但对于剪切钻具过程中闸板自身力学性能的研究则鲜见。为此,根据剪切闸板基本运动规律,按照剪切点接触、切入及穿透钻杆3个阶段,综合考虑剪切闸板结构及作业参数,运用楔形体应力理论,建立相应阶段的闸板刃口应力求解模型;基于新型剪切闸板进行剪切CT90管的数值模拟和室内剪切试验,获得剪切过程中闸板应力及剪切点应力变化规律。研究结果表明:①剪切点未接触CT90管时,闸板V形角中心应力最大,剪切点应力值极小;②剪切点接触CT90管时,闸板刃口剪切点附近区域出现应力集中现象;③剪切点切入CT90管时,剪切点及其楔形边两侧应力最大,达到闸板强度极限1 050 MPa;④剪切点穿透CT90管进入环空区时,刃口倒角与垂直面的交界两侧闸板应力最大;⑤试验显示剪断CT90管后,闸板刃口剪切点附近区域出现裂纹损伤。结论认为,该研究成果能较好地反映剪切过程中闸板刃口的应力状态及其与钻杆之间的相互作用,可以为剪切闸板的设计制造与现场正确使用提供参考。

主 题 词：连续油管 防喷器 剪切闸板 CT90管 闸板应力 剪切点 刃口倒角 应力测试 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.3787/j.issn.1000-0976.2019.04.011

馆 藏 号：203665307...