為了滿足越來越苛刻的鉆井工況的要求,全球各大鉆具制造廠商不斷開發(fā)出具有更優(yōu)越性能的特殊螺紋鉆桿接頭,普遍增加了副臺肩結(jié)構(gòu)形成雙臺肩鉆桿接頭。但是面對超深井和特深井復(fù)雜工況,現(xiàn)有鉆具接頭的副臺肩間隙是否滿足要求至今未被關(guān)注。為此,通過建立具有不同副臺肩間隙的雙臺肩鉆桿接頭三維彈塑性有限元模型,分析了副臺肩間隙對接頭應(yīng)力分布特征和抗扭性能的影響,確定了適合特深井的雙臺肩鉆桿接頭合理副臺肩間隙。研究結(jié)果表明:①不同軸向力（對應(yīng)不同井深）工況條件下,副臺肩間隙對雙臺肩鉆桿接頭主臺肩、副臺肩、螺紋牙的承載比例有著很大的影響;②大軸向力條件下主、副臺肩的承載相對較小而螺紋牙的承載較大,減小副臺肩間隙可有效降低螺紋牙承載比例;③所考察的NC50雙臺肩鉆桿接頭,當(dāng)軸向力小于3 000 kN（井深小于9 000 m）,建議副臺肩間隙選擇0.40 mm;④當(dāng)軸向力大于3 000 kN（井深大于9 000 m）,建議副臺肩間隙選擇0.20mm。結(jié)論認(rèn)為,根據(jù)井深特點(diǎn)使用具有更合理副臺肩間隙的雙臺肩鉆桿接頭,可以有效地提高接頭的使用性能、降低接頭失效風(fēng)險(xiǎn)。 

【文章來源】：天然氣工業(yè). 2020,40(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 雙臺肩鉆桿接頭結(jié)構(gòu)示意圖

基于分塊網(wǎng)格劃分方法對雙臺肩鉆桿接頭進(jìn)行網(wǎng)格劃分，公扣、母扣的螺紋和臺肩處采用精細(xì)的六面體網(wǎng)格以保證計(jì)算精度。整個(gè)有限元模型的單元數(shù)為460 667個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為505 866個(gè)，計(jì)算時(shí)選用的單元類型為C3D8I。網(wǎng)格劃分情況如圖2所示。在螺紋嚙合面、臺肩嚙合面處定義接觸，以模擬外載荷作用下公扣、母扣之間的相互作用。在公扣端面處建立distributing形式的節(jié)點(diǎn)耦合，以施加外載荷；在母扣端面處建立kinematic形式的節(jié)點(diǎn)耦合，以施加約束。1.3 材料屬性

圖3 雙臺肩鉆桿接頭von Mises應(yīng)力分布圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3214541