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海底钻机钻杆梯形螺纹接头受力有限元分析

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海底钻机钻杆在使用中接头螺纹磨损严重,容易影响钻杆服役寿命,严重时会导致海底钻机在钻进过程中出现接卸失效等故障,因此,开展海底钻机钻杆螺纹接头力学分析,对于深化海底钻机接头螺纹磨损机理认识,优化钻具结构和钻进工艺,提升海底钻机钻具工作可靠性和服役寿命具有积极意义.首先,从海底钻机工作原理和环境,系统分析了钻机钻杆受力状态和磨损行为;然后,建立了钻具梯形螺纹接头的三维空间有限元模型,基于Abaqus有限元仿真软件分析了钻具梯形螺纹接头在给定上扣扭矩及摩擦因数作用下,外螺纹和内螺纹的应力变化及应力分布情况.分析结果表明,外螺纹等效应力主要分布在靠近副台肩的前三圈螺纹上,最大等效应力分布在第一圈螺纹上;内螺纹的等效应力分布较为均匀;随着上扣扭矩的增大及摩擦因数的减小,特殊梯形螺纹接头总体等效应力都会增大,更易发生应力集中和粘着现象.研究结果为提升海底钻机钻杆接头的工作性能及使用寿命提供了技术指导和理论参考.

吴畅、刘德顺、金永平

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湖南科技大学 海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室,湖南 湘潭市 411201

钻杆螺纹 梯形螺纹 上扣扭矩 摩擦因数 有限元分析

2024

采矿技术
长沙矿山研究院有限责任公司

采矿技术

影响因子：0.503
ISSN：1671-2900
年,卷(期)：2024.24(6)