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塑性工程学报2025年第08期:复合载荷下小尺寸高强度钻杆螺纹的优化设计与研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黎文奇;刘洋;管锋;佘扬周;

单位:长江大学机械工程学院;

摘要:为了减少深井小井眼钻进过程中钻杆螺纹接头失效事故,需要提升其连接性能和密封性能。基于接头力学分析与弹塑性变形理论,以NC38和TM36螺纹牙型的双台肩钻杆接头为研究对象,建立了带螺纹升角的三维有限元模型。采用试验和数值模拟相结合的方法,探讨了在上扣扭矩、轴向载荷、内压和弯矩等复合工况下两种螺纹接头的弹塑性变形机理。分析了两种钻杆螺纹接头的工作性能,并对比分析了两种接头台肩及螺纹段的应力和接触压力分布特性。结果表明,TM36螺纹接头在台肩面及螺纹段的应力明显低于NC38螺纹接头,且密封性能更优。TM36螺纹接头能降低应力集中,改善螺纹牙承载性能,确保台肩和螺纹牙接触压力分布合理,从而有效降低接头粘扣和泄露风险。

关键词:高强度钻杆;;复合载荷;;弹塑性;;结构优化;;有限元分析

基金资助:油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金资助项目(PLN2023-10);; 湖北省地质局第七地质大队项目(DQKJ2023-6)