闸板防喷器-窜动钻杆动态剪切机理研究

作者：陈永胜; 张凤丽^*; 王仕强; 吕志阳; 王金江

来源：石油机械, 2022, 50(09): 19-35.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.09.003

• 剪切闸板防喷器
• 窜动钻杆
• 动态剪切机理
• 三参数广义强度准则
• 应力计算

针对钻杆窜动状态下的闸板防喷器剪切机理不明确，造成现场作业缺乏理论指导的现象，以窜动钻杆为研究对象，应用基于拉、压、剪耦合作用下的三参数广义强度准则，构建了适用于窜动钻杆应力计算的理论模型，详细阐述了在闸板正常切入条件下钻杆的剪切机理，主要包括钻杆断口截面变形过程、作用载荷应力规律以及断口损伤程度，并通过显式动力学仿真分析模块对理论模型进行验证。研究结果表明，相对于静态剪切工况，窜动状态下的钻杆在剪切过程中所受的应力较大，断口损伤程度较为严重，且在钻杆发生完全断裂时，闸板的行程位移量较大。由理论模型计算出的应力数值与仿真分析得到的数据相对偏差小于10%,证明了其具有较高的适用性。研究结果可为剪切闸板防喷器的现场使用及性能评估提供理论依据。

• 单位
  中国石油集团川庆钻探工程有限公司; 中国石油大学（北京）