水平定向钻进钻杆接头螺纹承载能力分析及结构优化研究

作者：刘在政

来源：隧道建设 (中英文), 2022, S2: 487-493.

• 水平定向钻机
• 钻杆接头
• 数值仿真
• 抗拉性能
• 抗压性能
• 正交试验

为解决长距离水平定向钻进过程中,钻杆螺纹接头部分易断裂失效,严重影响水平定向钻机钻进施工的问题,采用数值模拟的方法,建立水平定向钻进钻杆螺纹接头的二维数值仿真模型,揭示钻杆螺纹接头在上扣作用下的受力特征,分析不同拉力和压力作用下钻杆螺纹接头抗拉和抗压性能。最后,基于正交试验优化方法,对锥度、螺距、牙高、承载面角度和导向面角度等钻杆螺纹接头关键结构参数进行优化。研究结果表明,当钻杆接头螺纹参数组合为:锥度1∶16,螺距6.25 mm,牙高3.195 mm,承载面角度28°,导向面角度32°时,钻杆承载性能最佳;与优化前的钻杆螺纹接头相比,采用最优配置参数的钻杆螺纹接头抗拉性能提高了9.8%,抗压性能提高了15.2%。

• 单位
  中国铁建重工集团股份有限公司