刘春友（海城市石油机械制造有限公司，辽宁　海城114218）

DG675型大钩钩身有限元强度分析与设计优化

刘春友
（海城市石油机械制造有限公司，辽宁海城114218）

针对DG675型大钩使用寿命短及损坏严重的问题，采用Solidworks12软件对大钩钩身进行了优化设计，应用ANSYS对其进行了有限元强度分析。得到钩身最大等效应力、最大主应力、最小主应力以及第二主应力，并分析得出主应力的位置和危险截面。将钩身材料T217B改为ZG20Ni2Cr MoM，采用API8C和ASME相关标准对最大钩载条件下的强度进行了分析和校验，分析结果完全符合标准要求。

大钩；有限元；优化设计

DG675大钩是9 000 m石油钻机游吊系统最重要的部件之一（如图1），在钻井作业中的主要作用为起下钻具、悬持钻柱、下套管；卡钻或遇阻时提拔钻柱，在解卡破阻排除事故时，可能要承受2倍最大钻柱质量的静载荷。传统大钩钩身的应力处理方法是将载荷在钩体承载表面上均匀分布，并将载荷离散后施加［1］。此方法计算量大，且很难反映出大钩钩身真实的受力情况，而钩身是大钩承载的最重要的零件，钩身的使用寿命、强度和可靠性直接决定钻井作业的安全。在钻井作业复杂工况、最大钻柱重力和交变载荷的共同反复作用下，对钩身的综合力学性能、安全可靠性要求极高。

本文利用ANSYS有限元分析软件，直接将最大钩载加载到钩身工作部位，对DG675型大钩钩身的应力进行计算分析，真实反映出钩身的应力分布情况，为大钩的可靠性提供了更为精准的理论校核依据，并用ZG20Ni2Cr Mo-M铸钢件替换了原来的T-217B材料。……