改进石油钻杆有限元静力分析

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1、第9期机械设计与制造2012年9月MachineryDesign&Manufacture27文章编号：1001—3997(2012)09—0027—03改进石油钻杆有限元静力分析姬如青王秀梅陈晓君林淼鑫吕少尉(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)TheAnalysisoftheImprovementofPetroleumDrillPipeFemStaticJIRu—qing，WANGXiu—mei，CHENXiao-jun，LINMiao—xin．LVShao—wei(SchoolofElectronicEngineeringandAutomation，ShanghaiUniver

2、sity，Shanghai200072，China)【摘要】钻杆是回转钻进过程中必不可少的关键设备，虽然它结构看似非常简单，但实际上，在工作过程中，它承受着拉伸、扭转等相当复杂的外力，在加厚过渡区产生的应力集中现象，易诱发钻杆管体断裂，缩短钻杆寿命；为满足深井、超深井需求，提高钻杆使用寿命，在APINC505·，钻杆的基础上．设计改进了近内平外加厚钻杆，通过UGNX6．0建立单根钻杆API及改进模型，运用AnsvsW0rkbench13．0中的结构静力学模块，对其在减压钻进-r-~T的受力情况进行了分析对比。该改进钻杆加大了接头内径，降低了最大应力，改善了过渡区的应力分布。关键词：钻杆：有限元

3、；ANSYS【Abstract】Drillpipeis觎essentialpartofRotarydrillingequipment．Ahhoughitsstructureisverysimple，infact,itisundercomplexexternalforcesliketensionandtorsionduringwork．StressconcentrationcausedintheupsettransitionalareacaneasilyleadtothebreakingofdrillpipeboandshortentheZofdrillpipe；tomeettheneedsof

4、deepwellorsuper—deepwell，andimprovethelifeofdrillpipe；wedesignandimproveinternalflushandexternalupsetdrillpipeonthebasisofAPINC505．WeestablishasingleAPIandimprovemodelbyusingUGNX6．0．Weanalyzeandcomparetheforcesofdrillingwithstructuralstaticmodule．Theimprovementincreasesthediameterof’joints，reducesth

5、emn~imumstress，andimprovesthestressdistributionoftransitionzone．KeyWords：DrillPipe；FEA；ANSYS中图分类号：TH16；TH123文献标识码：A1弓I言钻杆的刺穿事故。在API石油钻杆生产过程中，过渡区采用内外加厚的形式，为了提高钻杆使用寿命，同时提高钻井效率，通过加大钻杆由于钻杆的内加厚是在自由状态下成型，过渡带的长度很难保接头处内径，增加过渡带长度对API石油钻杆进行改进优化，并证，成型难度大，工艺质量不稳定，造成过渡区域应力集中，诱发通过有限元分析软件ANSYS验证方案的可行性。★来稿13期：2011—

6、11—22区域内传感器网络节点的使用，具有一定的应用价值；但还具有一定的局限性，比如对更远距离的自适应能力，将进一步研究多重复杂因素条件下并行SASM算法的实现和优化。—，一L、＼／参考文献／[1]马华东，陶丹．多媒体传感器网络及其研究发展[J]．软件学报。2006：，一—一一p2013-2028．／—·一r-'-／12ICucchiaraR．Multimediasurveillancesystems．In：AggarwalJK，Cueehiara／-_·P一一R，ChangE，WangYF，eds．Proc．oftheACMVSSN2005[CJ．NewYork：一．—ACMPress，20

7、05：1-10．[3]张瑞华．基于能量效率的无线传感器网络关键技术研究[J]_山东大学节点位置(m)学报，2007：18--49．图4优化仿真结果曲线『4]WHeinzelman．AChandakaasanandHBalakfi-shnam．AnApplicationSpecificProtocolAchitectureforWire—lessMicrosensorNetworks【J3．5结束语