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作者：冯春宇;杨双庆;范黎明;刘汉广;赖书斌;刘远日;
单位：西南石油大学机电工程学院;中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院;中国石油塔里木油田公司;中海油能源发展装备技术有限公司南海工程分公司;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司;
摘要：空气锤钎头在钻井过程中表现的低疲劳寿命，大大降低钻井效率，提高了钻井成本。为此，研究空气锤钎头的疲劳寿命并对其结构优化，以提高空气锤钎头的服役寿命。在12.25 in (1 in=2.54 cm)空气锤钎头的基础上，考虑防掉结构，对空气锤钎头整体结构进行设计。提出微型钎头概念并完成了微型钎头样品疲劳寿命实验，使用Ansys/Ls-Dyna和nCode DesignLife软件对微型钎头进行动力学与疲劳寿命分析并与实验结果相验证，对钎头基本结构和材料进行确定。将仿真过程运用到钎头本体，考虑钎头本体尺寸和活塞冲击速度等问题对钎头疲劳寿命的影响，对钎头本体进行结构优化。研究表明，采用40CrMnSiMoV的钎头疲劳寿命最佳；钎头本体基本尺寸中，直径对钎头疲劳寿命影响最大；当冲击功变化时，钎头疲劳寿命随末速度的增加而减小；冲击功恒定情况下，当钎头末速度的平方与钎头质量接近时，钎头疲劳寿命最佳。
关键词：空气锤钎头;;结构优化;;动力学;;疲劳寿命
