双台肩钻杆丝扣粘扣失效的力学机制探究

作     者：陈锋 狄勤丰 王文昌 王明杰 袁鹏斌 

作者机构：上海大学上海市应用数学和力学研究所、上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 上海海隆石油管材研究所上海200949 

基　　金：国家自然科学基金(51174130 50674065) 上海市重点学科建设项目(S30106) 上海市教委科研创新项目(11CXY32) 上海领军人才基金 上海市优秀学术带头人项目(12XD1402500) 上海石油管工程技术研究中心建设项目(10dz22522300) 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2012年第29卷第6期

页      码：730-734,778页

摘      要：针对丝扣粘扣中接触压力过大引发的塑性变形的问题,基于双台肩钻杆接头的三维有限元分析,分析了上扣扭矩、轴向拉力、旋转扭矩作用下的钻杆接头接触压力分布规律和Mises应力分布规律。研究结果表明:当轴向拉力达到2500kN时,主台肩上的接触压力降为零,这将使得载荷主要由螺纹牙来承担,增加丝扣粘扣的风险。当旋转扭矩超过24000N m时,一方面提高了副台肩上的接触压力,增加了副台肩失效的风险;另一方面大幅提高了螺纹牙的承载比例,增加了丝扣粘扣的风险。适当增大副台肩间隙和副台肩处的接触面积可以降低大位移井中副台肩失效的风险。适当增大主台肩、副台肩的接触面积可以降低超深直井中丝扣粘扣的风险。本文计算的三种工况条件下,最大Mises应力同样均位于公扣大端第一个螺纹牙处,说明该处是最易发生粘扣的部位,在螺纹结构的优化设计中应予以重点考虑。

主 题 词：粘扣 三维有限元分析 接触压力 塑性变形 轴向拉力 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082003[082003] 

核心收录：

馆 藏 号：203934779...