大位移井超高抗扭双台肩钻杆接头的设计

• 作者: 张智 祝效华
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 大位移井 钻杆接头 剪切失效 抗扭能力 抗弯能力 正交优化 承载性能 疲劳寿命
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 钻井工程
• 页码范围: 89-97
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2017.04.011

摘要

为解决大位移井钻杆接头剪切失效的突出问题,根据钻杆接头受扭时的交形协调关系,设计出一种高抗扭双台肩钻杆接头,其结构特征为:主、副台肩长,螺纹锥度小以及牙底圆角半径大.首先基于虚功原理、Von Mises屈服原则以及接触非线性理论,建立该钻杆接头的三维数值仿真模型;然后利用正交优化方法,对其关键结构参数进行正交优化,获得了该钻杆接头关键结构参数的最优组合为:锥度1∶16、螺距6.55 mm、导向面角度29°、承载面角度28°、牙高3.755 mm.进而采用Abaqus和Fe-safe对比计算了该钻杆接头与API钻杆接头的承载性能和疲劳性能.结果表明:①该钻杆接头与API钻杆接头相比,抗拉性能提高10.65％,抗扭性能提高62.5％,抗弯性能提高2.75％,抗压性能提高52％;②该钻杆接头比API钻杆接头的拉压疲劳寿命提高1.19倍,弯曲疲劳寿命提高1.74倍,扭转疲劳寿命提高550倍,复合疲劳寿命提高28.79％.结论认为,该钻杆接头在不降低抗拉能力、抗弯能力和抗压能力的前提下可以大幅提高抗扭能力,可更好地满足大位移井的钻井条件.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	祝效华	西南石油大学机电工程学院	134	752	14.0	20.0
2	张智	西南石油大学机电工程学院	51	386	11.0	17.0