石油钻井中非标碟簧优选设计及力学性能研究

作     者：温晓松 柳贡慧 王烊 李军 李汉兴 Wen Xiaosong;Liu Gonghui;Wang Yang;Li Jun;Li Hanxing

作者机构：中国石油大学(北京) 北京工业大学 中海油能源发展股份有限公司山西分公司 中海油研究总院有限责任公司 

基　　金：国家科技重大专项“复杂地层钻井提速提效关键工具与装备”(2016ZX05021-003) 中国海洋石油集团有限公司创新基金项目“全井段高效复合型钻井提速工具研究与应用”(CNOOC-KY-KJCX-CRI-2017-01) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2020年第48卷第6期

页      码：9-17页

摘      要：石油钻井中采用的非标碟簧与标准碟簧在结构上存在显著差异,且按照常规算法计算的力学性能也与工程实践有较大出入。鉴于此,对设计的两类碟簧分别使用A-L法、Muhr法和有限元法求解单片碟簧在准静态条件下的载荷-位移曲线,并与试验结果进行对比;按不同高厚比分析两类碟簧的载荷-位移、刚度特性曲线,得到优选型号;分析了最优型号在静载下的应力与应变情况。研究结果表明:在考虑材料的弹塑性与大变形等因素下,有限元法能更准确地描述非标碟簧的力学性能,同时也能够根据载荷要求快速优选所需型号;在未达到屈服条件时碟簧内已出现一定的塑性变形,通过控制塑性应变量,优化点的有效工作区间、极限载荷与工程参考点相比分别提升30%与15%。研究结果为石油钻井中非标碟簧的优选与设计提供了科学指导。

主 题 词：非标碟簧 准静态 刚度特性 有限元 塑性应变 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.06.002

馆 藏 号：203945745...