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钻具壳体断裂分析与试验评价

论文摘要

为了研究Φ216万向轴壳体特殊锥度螺纹断裂失效原因,分析连接处螺纹的应力状态,根据壳体连接螺纹的有限元计算方程,建立一种特殊锥度螺纹的力学模型,采用了有限元方法对其进行计算,并结合上扣扭矩试验测试,进行了螺纹表面的损伤分析。结果表明:(1)在井斜曲率30°/100m和扭矩为25 kN·m的组合载荷作用下,在第一牙与第二牙牙底处螺纹主应力已经达到或接近屈服强度极限,此处与万向轴壳体的实际断裂部位对应;(2)壳体螺纹连接部分的上扣扭矩过大,超过扭矩值的标准;(3)加热方式拆卸会给螺纹部分附加一次调质处理,影响螺纹部位的晶相组织,使材料韧塑性会变差,表面损伤造成缺口,引起螺纹表面裂纹扩展,这些因素都会增加螺纹部位的疲劳断裂风险。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 连接螺纹有限元计算方程
  •   2.1 连接螺纹弹塑性本构关系
  •   2.2 连接螺纹控制方程
  • 3 有限元计算分析
  •   3.1 内外连接螺纹力学分析模型
  •   3.2 计算参数
  • 4 连接螺纹的有限元模拟结果
  •   4.1 螺纹三向应力分析
  •   4.2 上扣扭矩实验评价
  •   4.3 拆卸中连接螺纹的表面损伤
  • 5 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 姜海翔,郝军

    关键词: 万向轴壳体,断裂,有限元,上扣扭矩,晶相组织

    来源: 机械设计与制造 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 地质学,矿业工程

    单位: 荆楚理工学院机械工程学院,中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所

    基金: 荆门市科技局研究项目(YDKY2017004),深层连续管作业装备项目(2016ZX05023006-001)

    分类号: P634

    DOI: 10.19356/j.cnki.1001-3997.2019.12.015

    页码: 59-62

    总页数: 4

    文件大小: 911K

    下载量: 20

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/c0a6ae01bbbd8885fbfd9e42.html