双台肩钻具螺纹接头的力学性能分析及测试.pdf

第 26卷第 3期 机械设计与研究 Vo1．26No．3 2010年6月 MachineDesignandResearch Jun．，2010 文章编号：1006—2343(2010)03-061-03 双 台肩钻具螺纹接头的力学性能分析及测试 林元华 ，张 林 ，罗 增 ，李中全 ，卢 强 ，周平 (1．西南石油大学 石油管工程重点实验室，成都 610500，E—mail：yhlin28@163．COB； 2．塔里木油田分公司，新疆库尔勒 201900) 摘 要：随着深井／超深井、复杂结构井钻井增加 ，普通钻杆已无法满足大钻压、高泵压和大扭矩钻井的需 要，因此双台肩钻具凭借其优良的密封性能和抗扭性能得到油田的认可。但双台肩螺纹的设计、修扣制约着其 使用性能，因此针对钻具螺纹接头轴对称特点以及所承受复合载荷的特点，应用接触力学理论建立了将三维问 题退化为拟三维问题的有限元半解析法并编制有限元软件，可确定双台肩钻杆接头的公差及其紧扣扭矩。同 时，对双台肩钻杆接头在紧扣扭矩的力学性能进行了应变测试，实验结果与软件分析结果一致，说明该理论模 型是可靠的。 关键词 ：双台肩钻杆接头 ；有限元；应变测试；接触力学 中图分类号：TE929 文献标识码 ：A TheM echanicalPropertyAnalysisandTestofthe Serew JointofDrillingToolwithDoubleShoulder LINYuan．hua，ZHANGLin，LUOZeng，LIZhong—quan，LUQiang，ZHOUPing (1．KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorofTubularGoods，SouthwestPetroleumUniversity， ChengduSichuan610500，CHina；2．TarimoilfieldcompanyXinJiangKuala201900，China) Abstract：Withincreasingtheultra—deepandthecomplexwells，thecommonAPItooljointcouldnotsatisfythe drillingrequirementsofthelargeWOB，highpumppressureandlargetorque．Thedouble—shoulderedtooljointare usedmoreintheoilfieldbecauseit’Sexcellentsealingpropertyandtorsionalbehavior．Howeverdesigningandrepairing forthedoubleshouldertooljointrestrictitsusing．Inthispaper，accordingtothecharacteristicsofaxissymmetryand combinedloadofthetooljoint，thesemi—analyticalmodelisestablished，bywhichthe3一DFEAmodelofthetool jointcanbechangedintothepseudo一3DmodelandtheFEA softwareisprogrammed．Thenthetoleranceandthe makeuptorquecouldbedefined．Meanwhile，thestraintestofthetooljointmakeuptorquehasprovedthevaldityof themodleandthesoftwrae．doubleshouldertooljointtodeterminethemakeuptorque，theresultsoftheexperimentare