双台肩钻杆接头三维力学分析

作者：狄勤丰; 陈锋; 王文昌; 王明杰; 赵域栋; 袁鹏斌; 周永其

来源：石油学报, 2012, (05): 871-877.

• 螺纹接头
• 三维有限元分析
• 螺旋升角
• 上扣扭矩
• 弯矩 threaded connection
• three-dimensional finite element analysis
• helix ascending angle
• make-up torque
• bending moment

建立了双台肩钻杆接头的三维有限元模型,利用显式动力学有限元方法分析了双台肩钻杆接头在上扣扭矩、轴向拉力和弯矩作用下的力学特性。相比二维轴对称模型,三维有限元模型可以考虑螺纹的螺旋升角,有效地模拟螺纹接头的上扣特性。计算结果表明,上扣扭矩的作用使得接头在螺纹牙、主台肩、副台肩处产生一定的预紧力,从而实现公扣、母扣间的过盈配合;轴向拉力使得螺纹牙上的接触压力上升而主台肩、副台肩上的接触压力下降,这一方面加重了螺纹牙的负担,另一方面也影响了接头的密封性能;在弯矩的作用下,钻杆接头的应力分布呈现出明显的非对称特性。此外,在上扣扭矩和轴向拉力作用下,各螺纹牙的承载很不均匀,两端的几牙螺纹承担了大部分的载...

• 单位
  上海大学; 上海市应用数学和力学研究所