SLCD-I型组合齿磨鞋力学性能分析

作者：赵波; 李亮亮; 田岿; 贺育贤; 易先中^*; 徐建飞; 王丁盛

来源：石油机械, 2020, 48(10): 30-38.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.10.005

• 磨鞋
• 力学特性
• 流场特征
• 数值模拟

SLCD-I型组合齿磨鞋是胜利油田推广应用的一种高效磨鞋。为提高该类磨鞋对井下落物的切削效率和有效性,运用ANSYS Workbench工程分析软件,对12种不同结构的磨鞋在压、拉、扭载荷作用下的力学特性和不同排量下的流场特征进行了数值分析。分析结果表明:磨鞋最大应力为588.64 MPa,小于其屈服强度835 MPa,磨鞋的最大受力处于材料弹性变形阶段;相比于0°平底磨鞋,其他11种结构方案的SLCD-I型组合齿磨鞋,以凹底角度在22.5°～24.0°时齿面应力最小,使用寿命最长;钻压从20 k N增加到35 kN,平均总变形量增大了2.2%,平均最大应力增加了1.5%,内压从18 MPa增加到30 MPa,平均总变形量增大了40.3%,平均最大应力增加了26.1%,扭矩从9 kN獉m增加到18 kN·m,平均总变形量增大了66.6%,平均最大应力增加了72.2%,因此工作扭矩是影响磨鞋强度的主要因素;排量从25～40 L/s变化,平均最大流速增加了59.4%,平均最大压力增加了152.1%,在水眼位置和喷嘴尺寸不变情况下,凹底角度的变化对流速的影响可以忽略不计。研究结果可为高效磨鞋的结构优化和应用提供参考。

• 单位
  长江大学; 中国石油集团渤海钻探工程有限公司