循环下套管装置卡瓦牙型选取及有限元分析

作者：刘嘉玮; 张杨^*; 邓宇丰; 聂云飞

来源：石油机械, 2019, 47(05): 31-37.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.05.005

• 循环下套管装置
• 卡瓦牙
• 拉力
• 扭矩
• 失效位置
• 有限元分析

为了使循环下套管装置能承受较大的工作载荷,并保证装置能够平稳进行下套管作业,对卡瓦上布置的A、B、C这3种类型卡瓦牙进行了对比分析,应用ANSYS Workbench有限元软件,对这3种牙型在拉力和扭矩作用下的应力进行仿真分析计算。计算结果表明:卡瓦只承受拉力作用时,A型牙应力集中,且最大应力超过其屈服极限,因此易被破坏,B型和C型牙所受应力比A型牙小;只承受扭矩作用时,A型牙应力最小,C型牙应力最大;在相同扭矩作用下,卡瓦数量越多,单个卡瓦承受的应力越小。因此,确定循环下套管装置最优卡瓦牙型为B型。根据不同卡瓦牙排列形式,找出卡瓦牙最先失效的位置在卡瓦两侧最下端,并规定B型牙所能承受的最大拉力应小于1 500 kN,这样才能保证整套装置的安全性。研究结果可为卡瓦牙型设计及优选提供参考。

• 单位
  中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院; 机电工程学院; 北京化工大学