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作者：蒋宇鸿;张增年;李智;陶云;贺明敏;龙涛;雷鹏;
单位：川庆钻探有限公司川西钻探公司;川庆钻探工程有限公司;
摘要：为探究钻井泵凡尔阀座裂纹损伤扩展规律，为现场检测人员提供阀座安全性评估依据，对钻井泵凡尔阀座进行分析研究。用有限元软件对凡尔阀座进行强度及裂纹扩展分析，用曲面响应法对阀座裂纹状态及裂纹扩展规律进行归纳总结。结果表明：在标准工况下，阀座受的冲击最大Mises应力为881.5 MPa，与现场损伤位置相符；根据国标完成阀座材料的断裂韧度与裂纹扩展速率试验，获得材料参数及Paris公式参数，并建立阀座裂纹扩展模型；分析裂纹前缘三型应力强度因子，得出凡尔阀座裂纹为撕裂型裂纹；基于曲面响应法中的CCD法，建立考虑初始裂纹尺寸参数及角度的裂纹应力强度因子计算方法，并对裂纹角度、裂纹长度及裂纹深度进行参数敏感性排序；用裂纹扩展模型计算出额定工况下含裂纹凡尔阀座剩余寿命为54.47 h；对应力比影响阀座剩余寿命进行分析，得出每提高0.05的应力比，剩余寿命提升8%。
关键词：钻井泵凡尔阀座;;材料试验;;裂纹扩展;;应力比;;曲面响应法
基金资助：中国石油天然气集团公司科技开发项目（2022ZG06）;; 油气钻完井技术国家工程研究中心科学研究基金项目资助（F2023239）
