钻杆几何缩比相似性及结构完整性分析

作者：于增辉; 廖胜军; 侯洪为; 王蕙; 国朝健; 刘耀伟; 万琦; 郭宇

来源：土木工程与管理学报, 2023, 40(02): 51-56.

DOI：10.13579/j.cnki.2095-0985.2023.20220535

• 钻杆
• 振动
• 相似性
• 几何缩比
• 结构完整性

石油钻杆结构复杂，工作环境严酷，在钻井作业中可能发生刚度、强度或断裂失效等结构完整性方面的问题，同时还可能出现与外激励耦合产生强烈共振等问题。为了便于发现石油钻杆振动引起的损伤或失效问题，本文首先在等强度假定下理论上研究了钻杆载荷与形变的几何缩比相似性，随后通过数值仿真方法探究几何缩比对钻杆结构完整性的影响并进行了实验验证。仿真结果表明，不同缩放比的钻杆在最大钻压、最大扭转以及复合载荷下其结构完整性均在安全范围内，同时验证了相似性理论。试验结果表明，缩小为原件1/4的钻杆试验件实测应力值与仿真值相对误差不超过12%,验证了仿真的准确性。综上可得，数值仿真结合样机试验的方法可为石油钻杆结构完整性评估提供技术支撑。

• 单位
  国防科技大学; 中海油田服务股份有限公司