石油钻井中非标碟簧优选设计及力学性能研究

摘要：

石油钻井中采用的非标碟簧与标准碟簧在结构上存在显著差异,且按照常规算法计算的力学性能也与工程实践有较大出入.鉴于此,对设计的两类碟簧分别使用A-L法、Muhr法和有限元法求解单片碟簧在准静态条件下的载荷-位移曲线,并与试验结果进行对比;按不同高厚比分析两类碟簧的载荷-位移、刚度特性曲线,得到优选型号;分析了最优型号在静载下的应力与应变情况.研究结果表明:在考虑材料的弹塑性与大变形等因素下,有限元法能更准确地描述非标碟簧的力学性能,同时也能够根据载荷要求快速优选所需型号;在未达到屈服条件时碟簧内已出现一定的塑性变形,通过控制塑性应变量,优化点的有效工作区间、极限载荷与工程参考点相比分别提升30％与15％.研究结果为石油钻井中非标碟簧的优选与设计提供了科学指导.

关键词：非标碟簧、准静态、刚度特性、有限元、塑性应变

所属期刊栏目：48

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家科技重大专项“复杂地层钻井提速提效关键工具与装备”;中国海洋石油集团有限公司创新基金项目“全井段高效复合型钻井提速工具研究与应用”

在线出版日期：2020-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：9-17