文档名：降级钻杆接头抗扭和抗拉性能的三维有限元分析
钻杆接头是钻柱的薄弱环节,其外径相对较大,在使用过程中比钻杆本体更容易发生不同程度的磨损,使得壁厚变薄,影响接头的连接强度.API标准给出了钻杆接头的分级依据及其抗扭强度、抗拉强度计算公式,但基于诸多假设条件,且未考虑台肩磨损对接头性能的影响.实验方法虽能直观地评价降级钻杆接头的综合性能,然而其所需周期长、费用高,且无法直接测量和描述接头内部的应力应变特征,因而数值模拟方法得到重视.目前普遍采用的二维轴对称有限元分析方法由于忽略了螺纹牙的螺旋升角,难以描述轴向力、扭矩作用下钻杆接头的真实受力状态,很难评价钻杆接头的抗拉强度和抗扭强度.本文考虑螺纹牙螺旋升角的影响,分别建立新钻杆接头、降级钻杆接头(包括均匀磨损和偏心磨损)的三维弹塑性有限元计算模型,研究不同程度磨损条件下钻杆接头的受力特征,明确磨损对钻杆接头抗扭性能和抗拉性能的影响.结果表明,磨损降低了台肩处的抗扭性能,而API标准中钻杆接头抗扭强度计算公式并未考虑到这一点,使得降级钻杆接头的实际抗扭强度比API标准给定值更低,实际作业中如果按照API给定值操作存在一定的安全隐患.同时,偏心磨损对钻杆接头的抗拉性能有较大的影响,应引起重视.基于降级钻杆接头的三维应力特征分析,形成了降级钻杆接头抗扭强度和抗拉强度确定方法.
作者：冯少波 狄勤丰 李宁 陈锋 周波 娄尔标
作者单位：中国石油塔里木油田公司,库尔勒841000上海大学,上海市应用数学和力学研究所,上海200072上海大学机电工程与自动化学院,上海200072
母体文献：第26全国结构工程学术会议论文集
会议名称：第26全国结构工程学术会议
会议时间：2017年10月20日
会议地点：长沙
主办单位：中国力学学会
语种：chi
分类号：TP3V24
关键词：降级钻杆接头 台肩磨损 抗扭强度 抗拉强度 三维有限元分析
在线出版日期：2019年1月18日
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