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《华东理工大学》 2011年
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API石油钻杆接头应力分析及结构改进研究

任辉  
【摘要】:石油钻杆是开采石油和天然气的重要工具,在钻井过程中,它是连接地面和地下的枢纽。钻杆通过接头连接起来,接头上加工有内、外螺纹,用以连接各单根钻杆。在钻井过程中,钻杆接头受力复杂、工作环境非常苛刻,它往往是钻井设备与工具中的薄弱环节。API钻杆的脱扣、刺漏及扭断事故是常见的钻井事故,对钻杆接头的结构改进是目前研究的重点。 有限元法是研究钻杆接头的重要工具,本文根据钻杆接头的特点,建立了钻杆接头的有限元模型,同时利用摩擦试验机测定了钻杆接头的摩擦系数,作为分析的依据,保证了有限元计算结果的可靠性。利用建立的有限元模型,分析了钻杆接头螺纹牙上载荷的分布规律,同时,对API结构进行了详细分析后,给出了几种应力减轻结构,可以有效地改善API接头的应力分布情况。在API接头的基础上,设计了一种新型双台肩钻杆接头,并获得了专利,对该结构和API接头结构进行了对比分析,结果表明,该结构大大提高了接头的抗扭能力,很好的改善了钻杆接头的应力分布情况。该接头已经投入生产,获得了较好的使用效果。为了进一步提高接头的密封能力,设计了一种斜面台肩结构来改善钻杆接头的密封性能,与API结构相比有效的提高了密封性能。以上改进过程首先经过详细的有限元计算,并且在工厂进行了试验验证,与实际情况相符合。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE921.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王治国,刘甫清,张毅;G105反扣钻杆胀扣失效分析[J];宝钢技术;2001年01期
2 张毅,王治国,刘甫清;钻杆接头双台肩抗扭应力分析[J];钢管;2003年05期
3 张根旺,党兰焕,罗冰;钻杆内螺纹接头失效分析[J];钢管;2004年06期
4 林元华,施太和,赵鹏,韩建增,林腾蛟;复杂地层钻具接头力学性能模拟及应用[J];钢铁;2005年08期
5 尹德生,于安坤,F.Kessler;双台肩钻杆接头提高抗扭强度[J];国外石油机械;1997年02期
6 吕拴录;骆发前;周杰;袁鹏斌;巨西民;王庭建;;钻杆接头纵向裂纹原因分析[J];机械工程材料;2006年04期
7 杨君;赵厚良;;一种新型钻杆防磨接头[J];机械工程师;2008年05期
8 田伟;杨专钊;赵雪会;白真权;;S135钻杆接头失效及腐蚀特征[J];理化检验(物理分册);2008年10期
9 陈松林;万军;辛德忠;;钻杆螺纹失效分析及改进措施[J];煤矿机械;2008年12期
10 冯耀荣;李鹤林;;钻杆接头和转换接头的断裂失效分析[J];石油矿场机械;1991年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王科;石油钻杆接头超声波检测方法研究[D];北京交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯斌;有限元分析中大型线性方程组在微机上的求解方法[J];四川建筑科学研究;1989年01期
2 郭东杰,王立忠,陈云敏,吴世明;倾斜地表下深埋隧道受力弹性分析[J];地下空间;1997年04期
3 董玉平,王中华,朱瑞富,王建明,王寿佑;航空圆柱齿轮三维接触应力有限元计算分析[J];兵工学报;1999年02期
4 庄未;王亲猛;;深井中旋转减振器结构设计及流场分析[J];北京工业大学学报;2006年S1期
5 桂洪斌,金咸定,郑靖明;加筋压筋夹层板的固有频率分析[J];船舶力学;2004年02期
6 苟鹏;崔维成;;多球交接耐压壳结构优化问题的研究[J];船舶力学;2009年02期
7 柳雁玲;佴磊;刘永平;;和龙沿江公路傍山隧道偏压特征分析[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年02期
8 陈立才;;连续配筋混凝土路面荷载应力的分析[J];中国城市经济;2011年06期
9 李茂生;施建国;周国栋;贾善坡;;基于材料滞后效应的钻具旋转状态分析[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年04期
10 刘婉颖;施太和;曾德智;朱泽华;贾华明;卢强;刘鹏;;泥浆膜在大气环境下对钻杆的腐蚀机理研究[J];材料工程;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵映辉;张新胜;张国正;;S135钻杆外螺纹接头裂纹形成原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
2 唐志平;胥建龙;;离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
3 张治勇;何洋;胡中伟;;钻柱纵向振动固有频率分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年
4 孔宪超;齐朝晖;宋慧涛;;有限元分析中约束处理的增广法[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
5 张治勇;朱庆流;;钻杆接头的受力分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
6 王建;钱若军;;接触摩擦问题机理及其数值分析方法[A];第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2002年
7 于宗仁;李巨龙;;小口径孔底动力钻具组合造斜率预测研究[A];第十三届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会论文专辑[C];2005年
8 刘永刚;王新虎;林凯;屈忆欣;;失效分析对钻杆结构设计优化的促进[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
9 崔顺贤;刘永刚;叶顶鹏;廖凌;;水平井S135钻杆本体断裂原因分析[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
10 冯卫星;;斜结构与地基共同作用的厚板有限元分析[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
2 孟庆鸿;松科1井复杂地层取心钻具及泥浆优化设计和应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 罗如登;高速铁路正交异性整体钢桥面结构形式、受力性能和设计计算方法研究[D];中南大学;2010年
4 孔凡军;大庆油田海塔盆地钻井提速关键技术研究[D];东北石油大学;2011年
5 徐洪璋;髌骨骨折张力带内固定有限元模型的建立和分析[D];南方医科大学;2011年
6 胡以宝;基于实际井眼轨迹的钻柱动力学特性有限元分析[D];上海大学;2011年
7 刘光磊;孤齿锥齿轮传动动态接触特性研究[D];西北工业大学;2000年
8 阎奇武;钢筋混凝土框筒结构在地震作用下的空间杆系层模型非线性分析[D];湖南大学;2001年
9 龙慧;高速齿轮传动轮齿的温度模拟及过程参数的敏感性分析[D];重庆大学;2001年
10 秦启荣;深部岩体结构面预测及其石油井壁工程稳定性应用[D];成都理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张阳;SRAP技术加固钢筋混凝土空心板梁的仿真分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 邓强国;动力稳定车转向架中心销接触动力学研究[D];昆明理工大学;2010年
3 王勇;温度、地震荷载作用下拱坝动力响应的理论分析和数值模拟[D];昆明理工大学;2010年
4 张龙飞;木材嵌压实验及其理论研究[D];昆明理工大学;2010年
5 蔡颂;坚果采摘臂运动仿真及其有限元分析[D];中南林业科技大学;2010年
6 张川;套管钻井套管柱疲劳寿命预测分析研究[D];西南石油大学;2010年
7 姜英健;超深井中钻柱横向振动特性分析[D];中国地质大学(北京);2011年
8 张冰冰;超深井条件下钻柱使用深度极限的研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 周亮;多轴汽车平衡悬架有限元结构研究分析[D];武汉理工大学;2011年
10 邱继栋;双向正交密加筋板的极限强度研究[D];武汉理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏维玉;煤矿安全钻机钻杆断损原因分析[J];矿业安全与环保;1999年02期
2 王玉枝;杨桂法;刘海峰;段玉臣;;新的测镍试剂5-Br-PTPF的合成及应用[J];分析化学;1989年08期
3 安镜如;姚晴;;电致化学发光法测定痕量镍(Ⅱ)及机理研究[J];分析化学;1990年09期
4 罗道成,易平贵,刘俊峰,李佳秋;催化-分光光度法测定粉煤灰中痕量镍(Ⅱ)[J];分析化学;2002年08期
5 汪燕芳,周松茂,陈国树;催化动力学光度法测定痕量镍(Ⅱ)的研究[J];分析试验室;1997年04期
6 马崇;超声波TOFD检测技术[J];华北电力技术;2003年09期
7 王健云,周清木,秦平刚,赵汉武;工业纯钛的缝隙腐蚀探讨[J];化工机械;2000年03期
8 夏畅斌,何湘柱;煤矸石中微量镍的催化发色光度法测定[J];化学通报;2001年03期
9 李海石;;强化钻杆接头的几种方法[J];石油矿场机械;1982年05期
10 张建诺;;冷滚压工艺在加工钻具螺纹上的应用[J];石油矿场机械;1988年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;一种新的大口径反事故安全钻杆接头[J];勘察科学技术;1985年04期
2 王子源;石油钻具接头尺的由来与改进[J];石油矿场机械;1995年04期
3 李秀巧,李剑波;φ127mm钻杆接头喷焊技术的应用[J];西部探矿工程;2000年06期
4 刘丽,吴东江,庄娟,马腾才,田云霞,王连元;氮离子注入对钻杆接头材料表面硬度的影响[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2004年03期
5 尹德生,于安坤,F.Kessler;双台肩钻杆接头提高抗扭强度[J];国外石油机械;1997年02期
6 王素霞;;500m钻机钻杆接头断裂分析[J];物理测试;1987年02期
7 胡中立,李镇新;绳索取心高强度薄壁钻杆接头生产试验效果[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1988年02期
8 闵令平;赵昌胜;;40Cr钻杆接头的断裂失效及预防[J];金属加工(热加工);2009年07期
9 李鹤林,冯耀荣,李京川,安丙尧;钻杆接头和转换接头材料及热处理工艺的研究[J];石油机械;1992年03期
10 ;国家石油和化学工业局批准发布《石油钻杆接头》等11项石油天然气行业标准[J];石油工业技术监督;2000年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张治勇;朱庆流;;钻杆接头的受力分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
2 周卫东;夏柏如;李罗鹏;师伟;;钻井液对钻杆接头冲蚀规律的试验研究[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
3 ;Rice API5 is Involved in Tapetum Degeneration and Pollen Development[A];第十二届全国植物基因组学大会论文集[C];2011年
4 范海东;缪铁军;翁韶华;;石油钻杆接头缺陷分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
5 陈兵;高磊;;基于MAYA API的毛发系统实现[A];2011中国电影电视技术学会影视技术文集[C];2011年
6 张薇;沈晓健;李东平;;基于Google API的地震信息地图发布系统[A];“资源保障 环境安全——地质工作使命”华东六省一市地学科技论坛文集[C];2011年
7 陈云超;马兆丰;;基于API函数拦截技术的跨进程攻击防护研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
8 陈怡;魏红明;;武汉市创建环保模范城市环境质量指标空气污染指数(API)达标的可行性分析[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
9 李方坡;刘永刚;刘文红;林凯;王新虎;艾裕丰;;钻杆内螺纹接头纵向刺孔失效分析[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
10 巨西民;莫润阳;;钻杆生产中探伤要求及探伤方法[A];陕西省第十一届无损检测年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李纪澜;河北元成实业有限公司顺利通过API专家审核[N];现代物流报;2010年
2 中国医保商会 郭晓丹 谈圣采;全球API格局因需求生变[N];医药经济报;2010年
3 杨跃萍;中南装备通过美国API审核[N];中国企业报;2009年
4 爱立信(中国)通信有限公司;电信API轻量级模式 重量级功能[N];通信产业报;2010年
5 周楠;API系统推广一周年助旅客通关提速效果显著[N];中国国门时报;2009年
6 记者 陶文忠 能讯员 郭式新 王云;两项产品通过API认证[N];中国石油报;2001年
7 本报记者 那罡;API:以开放为名的封锁运动[N];中国计算机报;2010年
8 中国医药保健品进出口商会 荣嫡;日本API注册常见问题解答[N];中国医药报;2009年
9 记者 周升友;镇江辅机厂海洋吊机生产通过API认证书[N];中国船舶报;2010年
10 秦长毅;非API油井管评价技术发展与标准化[N];世界金属导报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩勇;钻杆接头与套管摩擦磨损问题的理论与试验研究[D];西南石油学院;2002年
2 曾惠珠;不同种类国际油价之发展趋势[D];西南财经大学;2008年
3 苏继军;金刚石绳索取心钻杆接头螺纹的优化研究[D];吉林大学;2005年
4 徐伟来;hTERT基因在骨髓增生异常综合征中的表达及其在三氧化二砷诱导MUTZ-1细胞凋亡中的作用研究[D];浙江大学;2005年
5 石林;GPU通用计算虚拟化方法研究[D];湖南大学;2012年
6 戚晓利;拟南芥花异常株系AFDL的花发育及基因表达分析[D];东北林业大学;2010年
7 章程;基于机器学习和程序分析相结合的程序调试技术研究[D];上海交通大学;2013年
8 曾颖;基于抽象解释的软件保护相关问题研究[D];解放军信息工程大学;2011年
9 马新;水平定向钻杆力学效应模拟仿真研究[D];吉林大学;2006年
10 代栋;云计算基础软件平台的研究和实践[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任辉;API石油钻杆接头应力分析及结构改进研究[D];华东理工大学;2011年
2 焦文鸿;石油钻杆接头的疲劳分析[D];华东理工大学;2013年
3 江仲英;石油钻杆接头材料表面金属陶瓷膜制备及其性能研究[D];西南石油大学;2012年
4 马荣峰;钻杆接头仿生抗疲劳研究[D];吉林大学;2013年
5 李瑞峰;仿生耦合钻杆接头及仿生耐磨带的试验研究[D];吉林大学;2013年
6 韩旭芳;基于开放API的电子商务个性化服务推荐研究[D];石家庄铁道大学;2011年
7 李文强;JCVM API的分析与设计[D];广东工业大学;2013年
8 宋红军;基于Open API实现信息资源共享的应用研究[D];西北大学;2013年
9 左源;电子商务API开放系统的设计与实现[D];华中科技大学;2013年
10 陈博;3G数据业务拨测系统公共支撑库及API接口设计与实现[D];北京邮电大学;2011年
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