石油学报
石油學報
석유학보
ACTA PETROLEI SINICA
2012年
5期
871-877
,共7页
狄勤丰%陈锋%王文昌%王明杰%赵域栋%袁鹏斌%周永其
狄勤豐%陳鋒%王文昌%王明傑%趙域棟%袁鵬斌%週永其
적근봉%진봉%왕문창%왕명걸%조역동%원붕빈%주영기
螺纹接头%三维有限元分析%螺旋升角%上扣扭矩%弯矩
螺紋接頭%三維有限元分析%螺鏇升角%上釦扭矩%彎矩
라문접두%삼유유한원분석%라선승각%상구뉴구%만구
建立了双台肩钻杆接头的三维有限元模型,利用显式动力学有限元方法分析了双台肩钻杆接头在上扣扭矩、轴向拉力和弯矩作用下的力学特性.相比二维轴对称模型,三维有限元模型可以考虑螺纹的螺旋升角,有效地模拟螺纹接头的上扣特性.计算结果表明,上扣扭矩的作用使得接头在螺纹牙、主台肩、副台肩处产生一定的预紧力,从而实现公扣、母扣间的过盈配合;轴向拉力使得螺纹牙上的接触压力上升而主台肩、副台肩上的接触压力下降,这一方面加重了螺纹牙的负担,另一方面也影响了接头的密封性能;在弯矩的作用下,钻杆接头的应力分布呈现出明显的非对称特性.此外,在上扣扭矩和轴向拉力作用下,各螺纹牙的承载很不均匀,两端的几牙螺纹承担了大部分的载荷,而中间段螺纹牙仅承担了小部分载荷.
建立瞭雙檯肩鑽桿接頭的三維有限元模型,利用顯式動力學有限元方法分析瞭雙檯肩鑽桿接頭在上釦扭矩、軸嚮拉力和彎矩作用下的力學特性.相比二維軸對稱模型,三維有限元模型可以攷慮螺紋的螺鏇升角,有效地模擬螺紋接頭的上釦特性.計算結果錶明,上釦扭矩的作用使得接頭在螺紋牙、主檯肩、副檯肩處產生一定的預緊力,從而實現公釦、母釦間的過盈配閤;軸嚮拉力使得螺紋牙上的接觸壓力上升而主檯肩、副檯肩上的接觸壓力下降,這一方麵加重瞭螺紋牙的負擔,另一方麵也影響瞭接頭的密封性能;在彎矩的作用下,鑽桿接頭的應力分佈呈現齣明顯的非對稱特性.此外,在上釦扭矩和軸嚮拉力作用下,各螺紋牙的承載很不均勻,兩耑的幾牙螺紋承擔瞭大部分的載荷,而中間段螺紋牙僅承擔瞭小部分載荷.
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