SLCD-I型组合齿磨鞋力学性能分析

作     者：赵波 李亮亮 田岿 贺育贤 易先中 徐建飞 王丁盛 Zhao Bo;Li Liangliang;Tian Kui;He Yuxian;Yi Xianzhong;Xu Jianfei;Wang Dingsheng

作者机构：中国石化集团胜利油田分公司黄河钻井总公司 长江大学机械工程学院 中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院 长江大学非常规油气湖北省协同创新中心 

基　　金：国家科技重大专项“钻井协同自动控制系统研发”(2016ZX05022006-004) “复杂结构井、丛式井设计与控制新技术”(2017ZX05009-003) 国家自然科学基金项目“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(U1762214,51974035,U1262108) 

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

年 卷 期：2020年第48卷第10期

页      码：30-38页

摘      要：SLCD-I型组合齿磨鞋是胜利油田推广应用的一种高效磨鞋。为提高该类磨鞋对井下落物的切削效率和有效性,运用ANSYS Workbench工程分析软件,对12种不同结构的磨鞋在压、拉、扭载荷作用下的力学特性和不同排量下的流场特征进行了数值分析。分析结果表明:磨鞋最大应力为588.64 MPa,小于其屈服强度835 MPa,磨鞋的最大受力处于材料弹性变形阶段;相比于0°平底磨鞋,其他11种结构方案的SLCD-I型组合齿磨鞋,以凹底角度在22.5°~24.0°时齿面应力最小,使用寿命最长;钻压从20 kN增加到35 kN,平均总变形量增大了2.2%,平均最大应力增加了1.5%,内压从18 MPa增加到30 MPa,平均总变形量增大了40.3%,平均最大应力增加了26.1%,扭矩从9 kN獉m增加到18 kN·m,平均总变形量增大了66.6%,平均最大应力增加了72.2%,因此工作扭矩是影响磨鞋强度的主要因素;排量从25~40 L/s变化,平均最大流速增加了59.4%,平均最大压力增加了152.1%,在水眼位置和喷嘴尺寸不变情况下,凹底角度的变化对流速的影响可以忽略不计。研究结果可为高效磨鞋的结构优化和应用提供参考。

主 题 词：磨鞋 力学特性 流场特征 数值模拟 

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.1001-4578.2020.10.005

馆 藏 号：203986153...