陈 锋 朱 巍 狄勤丰 王文昌 陈 薇 王 楠

1.上海大学机电工程与自动化学院 2.上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所

0 引言

深部地层中贮藏着丰富的油气资源[1-2]，我国深层油气资源总量约为当前已探明储量的10倍[3]。超深井（井深6 000～9 000 m）、特深井（井深超过9 000 m）钻井是深部油气资源开采的关键，同时也是获取深部岩心、掌握地下深部信息的重要技术手段。近年来，我国超深井钻井技术已取得重大进展，井深在7 000 m以上的超深井已超过500口，中国石油塔里木油田公司的轮探1井更是深达8 882 m[4]，特深井的出现指日可待。

随着钻井深度的不断增加，钻柱面临的载荷工况越来越复杂，钻柱失效风险逐步增大。据不完全统计，仅中国石油天然气集团有限公司每年就有数百起钻杆失效事故发生[5]。螺纹接头是钻柱的薄弱环节，约60%的钻柱失效事故发生在螺纹连接处[6]。为了满足越来越苛刻的钻井工况要求，世界各大钻具制造厂商不断开发具有更优越性能的特殊螺纹钻杆接头，普遍增加了副台肩结构形成双台肩钻杆接头[7-9]。副台肩结构具有辅助上扣定位、承担部分载荷的功能，可以合理改善接头的应力分布。国内外学者对双台肩钻杆接头的受力特征进行了大量研究，较为深入地分析了这种钻杆接头的应力应变特征[10-17]。Jellson等[10]在格兰特HT型双台肩钻杆接头设计的基础上通过降低螺纹锥度增加副台肩处啮合面积的方法得到具有更高抗扭性能的XT型双台肩钻杆接头。……