闸板防喷器剪切力预测及刀具结构影响研究

摘要：

闸板防喷器是井口控制装置的重要组成部分,需要确保其能够在紧急情况发生时及时剪断钻杆以实现安全封井.为探究闸板结构参数对剪切能力的影响同时实现准确预测,采用ABAQUS有限元软件的显式模块对构建的闸板剪切钻杆模型进行仿真计算,通过分析剪切运动过程确定闸板结构参数V形角、刃面倾角、刀具厚度及钻杆结构参数外径和壁厚,对不同结构参数下单个变量与最大剪切力的关系做变量仿真分析,给出考虑相关参数的最大剪切力预测最优结构模型,并对该刀具形式下的预测公式做出拟合.研究结果表明:所建有限元模型计算结果为1143.9 kN,与试验值1179.4 kN很接近;刃面倾角、钻杆管径和壁厚与最大剪切力呈正相关关系,V形角与最大剪切力呈负相关关系,刀具厚度对其影响可忽略;公式预测结果和仿真数据的平均相对误差为5.38％,满足工程实践要求.研究结果可为防喷器闸板的最大剪切力预测和刀具结构参数的优化设计提供一定参考.

关键词：闸板防喷器、数值模拟、影响因素、剪切力预测、剪切力、刃面倾角

所属期刊栏目：51

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：中国石油天然气集团有限公司-中国石油大学北京战略合作科技专项;中国石油大学北京科研项目

在线出版日期：2023-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：68-73