【摘 要】
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由于API螺纹抗弯扭性能较差,导致接头螺纹的使用寿命会低于其设计寿命.以APINC50钻杆接头螺纹为例,通过改变API螺纹台阶面结构来增强API螺纹的抗扭性能.首先,通过万能材料试验机得到了 35CrMo的材料性能参数,建立螺纹材料的本构模型;其次,基于材料本构模型建立了钻杆接头螺纹有限元分析模型,并验证了该分析模型的准确性;最后,分析了钻杆接头螺纹在上扣载荷、上扣+压缩载荷和上扣+压缩+弯曲载荷下的螺纹牙应力场情况.分析结果表明:梯形台阶面结构能够有效改善接头螺纹扭矩的分布,使螺纹牙所承受的扭矩值降低了
【机 构】
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西南石油大学机电工程学院,610500成都
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由于API螺纹抗弯扭性能较差,导致接头螺纹的使用寿命会低于其设计寿命.以APINC50钻杆接头螺纹为例,通过改变API螺纹台阶面结构来增强API螺纹的抗扭性能.首先,通过万能材料试验机得到了 35CrMo的材料性能参数,建立螺纹材料的本构模型;其次,基于材料本构模型建立了钻杆接头螺纹有限元分析模型,并验证了该分析模型的准确性;最后,分析了钻杆接头螺纹在上扣载荷、上扣+压缩载荷和上扣+压缩+弯曲载荷下的螺纹牙应力场情况.分析结果表明:梯形台阶面结构能够有效改善接头螺纹扭矩的分布,使螺纹牙所承受的扭矩值降低了 50％;在上扣+压缩载荷工况下,螺纹牙上最大应力总体变化趋势为随着压缩载荷增加而不断降低,且梯形台阶面螺纹牙上的最大应力低于API螺纹结构;当增加弯曲载荷后,钻杆外螺纹螺纹牙应力均随着井眼曲率的增加而增加,但未超过材料的最大屈服极限,梯形台阶面螺纹牙应力也低于API螺纹.
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