一种确定复杂工况条件下钻具接头极限工作扭矩的方法技术

本发明专利技术提供一种确定复杂工况条件下钻具接头极限工作扭矩的方法，其利用有限元前处理软件对钻具接头三维几何模型进行网格划分，建立钻具接头三维有限元模型，并利用非线性有限元分析软件ABAQUS进行计算，得到井下钻具接头在实际载荷工况作用下的力学特性。并在此基础上，计算钻具接头所能承受的极限工作扭矩。本评价方法可以评价在上扣扭矩、轴向拉力、弯矩等复杂外载荷作用下的钻具接头的极限工作扭矩，从而评估钻具接头的安全性。其对认清钻具接头的载荷极限、指导钻具接头结构参数的改进和工作参数的选用，确保钻井作业安全具有十分重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种确定复杂工况条件下钻具接头极限工作扭矩的方法，其特征在于，采用三维有限元计算方法，综合考虑钻具接头在复杂载荷工况条件下的抗扭极限载荷，具体步骤如下：1）利用CAD几何建模软件建立钻具接头三维几何模型；2）利用有限元前处理软件对钻具接头进行网格划分，建立钻具接头三维有限元模型；包含螺纹、母扣镗孔、公扣鼻端、主台肩、副台肩特征；3）利用非线性有限元分析软件ABAQUS定义螺纹啮合面和主、副台肩接触面之间的接触关系，包括法向接触关系和切向接触关系；定义材料属性、边界条件、载荷工况，所述材料属性从基础试验获得，同时根据试验数据确定材料失效时的塑性应变，将其作为材料失效准则加入到模型中，所述边界条件根据实际井况确定，所述载荷工况包括上扣扭矩、轴向拉伸、弯矩外载荷；随后利用ABAQUS进行计算分析；4）得到钻具接头的von?Mises应力分布云图，考察其峰值及分布状态对接头连接性能的影响；得到接触面的接触压力分布云图，考察其分布状态对接头密封性能的影响；根据计算过程中工作扭矩的变化曲线，确定钻具的极限工作扭矩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：狄勤丰，陈锋，李宁，朱卫平，王文昌，王明杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：