钻井取心工具螺纹强度性能试验研究*
2021-03-09张万栋李炎军司英晖陈忠帅
钢管 2021年5期
关键词:有限元
张万栋,吴 江,李炎军,司英晖,陈忠帅
(1.中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东 湛江 524054;2.中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东 东营 257099)
通过钻井取心技术可获取地下岩层及储层岩心,从而探查油气储藏情况,为油气田勘探开发提供基础数据,因此只有合适的钻井取心工具才能获取较高质量的岩心。取心工具结构主要由外筒组合(由多个外筒筒体通过螺纹连接而成)、内筒组合以及取心钻头等组成。取心作业时,外筒组合下端连接取心钻头,钻头钻进时带动整个外筒组合旋转,使得取心工具螺纹受到较大的扭矩。获取完整岩心后,需通过割心总成收获岩心,此时在管柱自身质量以及岩石质量的作用下,取心工具螺纹会受到较大的拉伸载荷。要保证取心作业的安全性,需要对取心工具螺纹的抗扭强度和拉伸强度进行研究。目前国内取心工具研究大多集中于理论研究,如现场技术应用、结构改进等[1-10],对钻井取心工具的强度试验研究极少,特别是全尺寸强度评价试验未见相关文献或报道,因此有必要开展这方面试验研究。
笔者用理论公式、有限元方法以及全尺寸强度评价试验三种方法,对钻井取心工具螺纹的强度进行研究,并根据取心工具实际螺纹参数建立有限元模型,对比验证全尺寸强度评价试验结果,从而获得一种全尺寸强度评价试验方法及有限元模型,以期为钻井取心工具其他规格、扣型以及井下高温工况下的螺纹强度研究提供理论基础及技术支撑。……
登录APP查看全文
