为研究ø139.7 mm×9.17 mm IEU S135特殊螺纹钻杆接头的上扣力学特性,建立了包含进、退刀槽结构的双台肩钻杆接头三维非线性有限元模型,考虑材料非线性、结构非对称、螺旋升角和各啮合面接触等因素,采用ABAQUS/Explicit有限元...为研究ø139.7 mm×9.17 mm IEU S135特殊螺纹钻杆接头的上扣力学特性,建立了包含进、退刀槽结构的双台肩钻杆接头三维非线性有限元模型,考虑材料非线性、结构非对称、螺旋升角和各啮合面接触等因素,采用ABAQUS/Explicit有限元方法对上扣扭矩作用下钻杆接头关键结构的应力分布特性进行分析。研究结果表明:钻杆接头整体等效应力分布不均,在横截面内呈轴对称分布,关键结构处应力集中显著,最大等效应力未超过材料屈服强度;钻杆接头台肩上的径向预留间隙和其过渡圆角处的结构非连续对台肩面的等效应力及接触压力分布影响显著;钻杆接头螺纹段的等效应力和接触压力均呈“U”形分布,应力整体分布均匀,螺纹接头前3扣与后3扣的承载比之差为8.6%,表明接头承载性能较佳。对有限元模拟结果进行实物验证试验对比分析,试验结果与有限元模拟结果基本符合。分析结果可为钻具优化设计及安全应用提供数据支撑。展开更多
文摘为研究ø139.7 mm×9.17 mm IEU S135特殊螺纹钻杆接头的上扣力学特性,建立了包含进、退刀槽结构的双台肩钻杆接头三维非线性有限元模型,考虑材料非线性、结构非对称、螺旋升角和各啮合面接触等因素,采用ABAQUS/Explicit有限元方法对上扣扭矩作用下钻杆接头关键结构的应力分布特性进行分析。研究结果表明:钻杆接头整体等效应力分布不均,在横截面内呈轴对称分布,关键结构处应力集中显著,最大等效应力未超过材料屈服强度;钻杆接头台肩上的径向预留间隙和其过渡圆角处的结构非连续对台肩面的等效应力及接触压力分布影响显著;钻杆接头螺纹段的等效应力和接触压力均呈“U”形分布,应力整体分布均匀,螺纹接头前3扣与后3扣的承载比之差为8.6%,表明接头承载性能较佳。对有限元模拟结果进行实物验证试验对比分析,试验结果与有限元模拟结果基本符合。分析结果可为钻具优化设计及安全应用提供数据支撑。
