改进石油钻杆有限元静力分析

第9期2012年9月机械设计与制造MACHINERYDESIGNMANUFACTURE27文章编号10013997201209002703改进石油钻杆有限元静力分析姬如青王秀梅陈晓君林淼鑫吕少尉上海大学机电工程与自动化学院，上海200072THEANALYSISOFTHEIMPROVEMENTOFPETROLEUMDRILLPIPEFEMSTATICJIRUQING，WANGXIUMEI，CHENXIAOJUN，LINMIAOXINLVSHAOWEISCHOOLOFELECTRONICENGINEERINGANDAUTOMATION，SHANGHAIUNIVERSITY，SHANGHAI200072，CHINA【摘要】钻杆是回转钻进过程中必不可少的关键设备，虽然它结构看似非常简单，但实际上，在工作过程中，它承受着拉伸、扭转等相当复杂的外力，在加厚过渡区产生的应力集中现象，易诱发钻杆管体断裂，缩短钻杆寿命；为满足深井、超深井需求，提高钻杆使用寿命，在APINC505，钻杆的基础上设计改进了近内平外加厚钻杆，通过UGNX60建立单根钻杆API及改进模型，运用ANSVSW0RKBENCH130中的结构静力学模块，对其在减压钻进RT的受力情况进行了分析对比。该改进钻杆加大了接头内径，降低了最大应力，改善了过渡区的应力分布。关键词钻杆有限元；ANSYS【ABSTRACT】DRILLPIPEIS觎ESSENTIALPARTOFROTARYDRILLINGEQUIPMENTAHHOUGHITSSTRUCTUREISVERYSIMPLE，INFACT,ITISUNDERCOMPLEXEXTERNALFORCESLIKETENSIONANDTORSIONDURINGWORKSTRESSCONCENTRATIONCAUSEDINTHEUPSETTRANSITIONALAREACANEASILYLEADTOTHEBREAKINGOFDRILLPIPEBOANDSHORTENTHEZOFDRILLPIPE；TOMEETTHENEEDSOFDEEPWELLORSUPERDEEPWELL，ANDIMPROVETHELIFEOFDRILLPIPE；WEDESIGNANDIMPROVEINTERNALFLUSHANDEXTERNALUPSETDRILLPIPEONTHEBASISOFAPINC505WEESTABLISHASINGLEAPIANDIMPROVEMODELBYUSINGUGNX60WEANALYZEANDCOMPARETHEFORCESOFDRILLINGWITHSTRUCTURALSTATICMODULETHEIMPROVEMENTINCREASESTHEDIAMETEROFJOINTS，REDUCESTHEMNIMUMSTRESS，ANDIMPROVESTHESTRESSDISTRIBUTIONOFTRANSITIONZONEKEYWORDSDRILLPIPE；FEA；ANSYS中图分类号TH16；TH123文献标识码A1弓I言钻杆的刺穿事故。在API石油钻杆生产过程中，过渡区采用内外加厚的形式，为了提高钻杆使用寿命，同时提高钻井效率，通过加大钻杆由于钻杆的内加厚是在自由状态下成型，过渡带的长度很难保接头处内径，增加过渡带长度对API石油钻杆进行改进优化，并证，成型难度大，工艺质量不稳定，造成过渡区域应力集中，诱发通过有限元分析软件ANSYS验证方案的可行性。来稿13期20111122，一L、一一一P，一R_P一一一节点位置M图4优化仿真结果曲线5结束语通过SA算法和SM算法的有机结合，解决了多媒体传感器网络中节点能耗的优化问题，通过有效的计算和分析，使得在一定的约束条件下曲线具有较高的拟合性，并对传感器网络节点能耗的计算和优化具有一定的指导意义，能够满足一定条件下一定区域内传感器网络节点的使用，具有一定的应用价值；但还具有一定的局限性，比如对更远距离的自适应能力，将进一步研究多重复杂因素条件下并行SASM算法的实现和优化。参考文献1马华东，陶丹多媒体传感器网络及其研究发展J软件学报。20062013202812ICUCCHIARARMULTIMEDIASURVEILLANCESYSTEMSINAGGARWALJK，CUEEHIARAR，CHANGE，WANGYF，EDSPROCOFTHEACMVSSN2005CJNEWYORKACMPRESS，20051103张瑞华基于能量效率的无线传感器网络关键技术研究J_山东大学学报，200718494WHEINZELMANACHANDAKAASANANDHBALAKFISHNAMANAPPLICATIONSPECIFICPROTOCOLACHITECTUREFORWIRELESSMICROSENSORNETWORKS【J3IEEETRANSACTIONS0NWIRELESSCOMMUNICATIONS2002，L46606705陈立周机械优化设计方法M第3版北京冶金工业出版社，20096RMINMBHADWAJ，NICKES，AWANG，ANDACHANDRAKASANTHEHARDWAREANDTHENETWORKTOTALSYSTEMSTRATE