涡轮钻具轴承磨损后力学性质的数值模拟研究

作者：于浩; 练章华; 程兴莲; 邓元洲; 于文明

来源：石油机械, 2015, 43(09): 1-5.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2015.09.001

• 涡轮钻具
• 轴承
• 有限元
• 滚珠磨损
• 接触应力
• 失效
• 寿命预测

涡轮钻具轴承组在恶劣的工作环境中受到钻压、水力载荷以及钻进冲击与振动的作用,容易发生磨损现象,直接影响涡轮钻具的使用寿命。以127 mm涡轮钻具为例,根据弹塑性力学和赫兹接触理论,运用ABAQUS软件建立定子-滚珠-转子非线性接触问题有限元模型,针对不同磨损程度的滚珠轴承进行了数值模拟分析。研究结果表明,随磨损量的增大,轴承定子、转子与滚珠的接触面积逐渐减小,应力集中现象加剧,接触应力明显增大;最大接触应力出现在滚珠上,且与磨损量呈现非线性关系;相同工况下,磨损2 mm后滚珠的最大Mises应力比未磨损时增加了14倍,轴承发生失效。该项研究成果对涡轮钻具设计及寿命预测具有指导作用。

• 单位
  四川川庆石油钻采科技有限公司; 西南石油大学; 中石化石油工程设计有限公司; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室