适合特深井的双台肩钻杆接头副台肩间隙的确定
陈锋1, 朱巍1, 狄勤丰2, 王文昌2, 陈薇2, 王楠2
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
通信作者:狄勤丰,1963年生,教授,博士研究生导师;主要从事工程力学、石油工程力学方面的研究工作。地址:(200072)上海市静安区延长路149号。E-mail: qinfengd@sina.com

作者简介:陈锋,1986年生,讲师;主要从事油井管螺纹接头三维力学分析研究工作。地址:(200072)上海市静安区延长路149号。ORCID: 0000-0001-7551-5680。E-mail: chenfeng536@126.com

摘要

为了满足越来越苛刻的钻井工况的要求,全球各大钻具制造厂商不断开发出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。但是面对超深井和特深井复杂工况,现有钻具接头的副台肩间隙是否满足要求至今未被关注。为此,通过建立具有不同副台肩间隙的双台肩钻杆接头三维弹塑性有限元模型,分析了副台肩间隙对接头应力分布特征和抗扭性能的影响,确定了适合特深井的双台肩钻杆接头合理副台肩间隙。研究结果表明:①不同轴向力(对应不同井深)工况条件下,副台肩间隙对双台肩钻杆接头主台肩、副台肩、螺纹牙的承载比例有着很大的影响;②大轴向力条件下主、副台肩的承载相对较小而螺纹牙的承载较大,减小副台肩间隙可有效降低螺纹牙承载比例;③所考察的NC50双台肩钻杆接头,当轴向力小于3 000 kN(井深小于9 000 m),建议副台肩间隙选择0.40 mm;④当轴向力大于3 000 kN(井深大于9 000 m),建议副台肩间隙选择0.20 mm。结论认为,根据井深特点使用具有更合理副台肩间隙的双台肩钻杆接头,可以有效地提高接头的使用性能、降低接头失效风险。

关键词: 钻杆接头; 超深井; 特深井; 副台肩; 间隙; 应力分布; 抗扭性能
Determination of secondary shoulder clearance of double-shoulder tool joints suitable for extra-deep wells
CHEN Feng1, ZHU Wei1, DI Qinfeng2, WANG Wenchang2, CHEN Wei2, WANG Nan2
1. School of Mechatronics Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China
2. Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics//School of Mechanics and Engineering Science, Shanghai University, Shanghai 200072, China
Abstract

In order to meet the requirements of more and more severe drilling conditions, the major drilling tool manufacturers all over the world continuously develop special thread tool joints with premium performance. In general, the structure of secondary shoulder is adopted to form a double-shoulder tool joint. However, it has not been concerned whether the secondary shoulder clearance of the existing tool joints can meet the requirements of the complex working conditions of ultra-deep wells and extra-deep wells. In this paper, a three-dimensional elastoplastic finite element model of a double-shoulder tool joint with different secondary shoulder clearances was established. Then, the influence of secondary shoulder clearance on the stress distribution and torsion performance of tool joints was analyzed. Finally, the secondary shoulder clearance of double-shoulder tool joints suitable for extra-deep wells was determined. And the following research results were obtained. First, under different axial loads (corresponding to different well depths), the secondary shoulder clearance has a great influence on the bearing ratio of primary shoulder, secondary shoulder and thread tooth of double-shoulder tool joints. Second, under the action of large axial force, the bearing capacity of primary shoulder and secondary shoulder are smaller while that of thread tooth is larger, and reducing the secondary shoulder clearance can effectively reduce the bearing ratio of thread tooth. Third, for the NC50 double-shoulder tool joint analyzed in this paper, it is suggested to set the secondary shoulder clearance at 0.40 mm when the axial force is less than 3 000 kN (well depth is less than 9 000 m). Fourth, it is suggested to set the secondary shoulder clearance at 0.20 mm when the axial force is more than 3 000 kN (well depth is over 9 000 m). In conclusion, selecting the double-shoulder tool joint with a rational secondary shoulder clearance according to well depth can effectively improve the application performance of joints and reduce failure risks.

Keyword: Tool joint; Extra-deep well; Ultra-deep well; Secondary shoulder; Clearance; Stress distribution; Torsional behavior
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, 8, 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, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 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。Chandler等[11]基于有限元法与实验法对比分析了API钻杆接头和双台肩钻杆接头的疲劳寿命, 发现后者比API钻杆接头高74%。解学东等[12]通过实验对比分析了4种特殊螺纹接头的上扣特性, 结果表明台肩面过盈量大小对接头的上扣可靠性有重要影响。任辉等[13, 14]对比分析了双台肩钻杆接头与API标准钻杆接头的应力特征和抗扭性能, 发现副台肩的存在可以使接头应力和接触力的分布更均匀, 并能提升接头的抗扭性能。狄勤丰、陈锋等[15, 16]分析了复杂载荷条件下台肩结构对钻杆接头承载特征影响, 指出副台肩结构对双台肩钻杆接头的应力分布有很大影响。祝效华等[17]设计出一种高抗扭双台肩钻杆接头, 并对关键结构参数进行了正交优化, 在不降低抗拉能力、抗弯能力和抗压能力的前提下大幅度提高了钻杆接头的抗扭能力。

需要指出的是, 虽然人们对双台肩钻杆接头的优点已经有了较深刻的认识, 但遗憾的是, 目前在其使用中并没有针对不同井深或不同载荷来选择副台肩间隙, 造成无论是在上部井段还是下部井段均采用相同的副台肩间隙。面对超深井和特深井复杂工况, 现有钻具接头的副台肩间隙是否满足要求至今未被关注。针对这一问题, 笔者首先建立双台肩钻杆接头的三维弹塑性有限元模型, 分析具有不同副台肩间隙的接头在不同轴向力(对应不同井深)条件下主台肩、副台肩和螺纹牙处的应力分布特征, 并对比分析其对接头抗扭性能的影响, 以期确定适合特深井的最佳副台肩间隙。

1 双台肩钻杆接头弹塑性有限元模型

鉴于钻杆接头公扣、母扣间接触啮合状态非常复杂, 解析求解十分困难, 本文采用三维有限元分析方法对双台肩钻杆接头力学特性进行分析[18, 19, 20, 21]。所用双台肩钻杆接头的有限元模型如图1所示, 结构参数如表1所示。为了研究副台肩间隙的影响, 建立8种具有不同副台肩间隙的双台肩钻杆接头模型。

图1 双台肩钻杆接头结构示意图

表1 钻杆接头结构参数表
1.1 显式动力学有限元方法

双台肩钻杆接头离散单元动力学平衡方程的标准形式为[22, 23, 24]:

式中M为质量矩阵; ü 为节点加速度矢量; C为阻尼系数矩阵; $\dot{u}$为节点速度矢量; K为整体刚度矩阵; u为节点位移矢量; F为节点上的载荷矢量。

根据式(1)可导出各节点加速度计算公式:

将初始条件代入式(2), 计算可得初始加速度ü 0。显式算法采用中心差分方法对动力学方程进行时间积分, 下一个增量步利用上一个增量步结果进行计算。为了得到稳定解, 时间步长须满足:

$△ t≤ \frac{L_{e}}{c}$ (3)

其中$ L_{e}=\frac{V}{A_{max}}$

式中V为单元体积, Amax为单元最大外平面面积, c为材料的波速。

在稳定时间增量步内, 由于Δ t较小, 加速度近似不变, 由中心差分公式可得:

式中Δ t为时间增量。

由式(4)和式(5)计算可得$t+\frac{△ t}{2}$时刻的节点速度 tt时刻的节点位移u(t+△ t), 根据本构关系得到应变$\varepsilon_{ t+△ t }$和应力$\sigma_{ t+△ t }$, 以及各单元节点的内力。下一个增量步将前一个增量步结果作为初始条件进行新一轮计算, 直到获得最终结果。

1.2 网格划分

基于分块网格划分方法对双台肩钻杆接头进行网格划分, 公扣、母扣的螺纹和台肩处采用精细的六面体网格以保证计算精度。整个有限元模型的单元数为460 667个, 节点数为505 866个, 计算时选用的单元类型为C3D8I。网格划分情况如图2所示。在螺纹啮合面、台肩啮合面处定义接触, 以模拟外载荷作用下公扣、母扣之间的相互作用。在公扣端面处建立distributing形式的节点耦合, 以施加外载荷; 在母扣端面处建立kinematic形式的节点耦合, 以施加约束。

图2 双台肩钻杆接头有限元模型图

1.3 材料属性

笔者研究的双台肩钻杆接头所用材料为37CrMnMoA, 其弹性模量为2.1× 105 MPa, 泊松比为0.29, 材料的真实应力— 塑性应变关系如表2所示。考虑到含40%~60%重量锌粉末的螺纹脂的影响, 公扣、母扣配合面间(包括螺纹之间和台肩面之间)的摩擦系数取0.08[23]

表2 37CrMnMoA材料的真实应力— 塑性应变关系表
2 大轴向力条件下双台肩钻杆接头受力特征分析

在超深井、特深井钻井中, 钻柱自身重量很大, 最大拉伸载荷可能超过3 500 kN。设定副台肩间隙值以0.05 mm的间隔从0.05 mm增至0.25 mm, 以研究大轴向力条件下副台肩间隙对双台肩钻杆接头受力特征的影响。考察双台肩钻杆接头在上扣扭矩(53.04 kN· m)、轴向拉力(750 kN、3 750 kN)和弯矩(21.35 kN· m)作用下主台肩、副台肩和螺纹牙上的承载特征。

2.1 应力分布特征

以副台肩间隙0.25 mm为例, 小轴向力(750 kN)和大轴向力(3 750 kN)作用下双台肩钻杆接头的应力应变特征分别见图3-a、b。由图3可见, 在不同轴向力工况下, 钻杆接头的von Mises应力的分布都呈现明显的不均匀性, 两端螺纹牙应力水平较高, 中间段螺纹牙的应力水平较低, 最大von Mises应力均位于公扣近主台肩第一个螺纹牙处。大轴向力工况下主台肩、副台肩处应力集中有所缓解, 而螺纹牙处, 特别是中间段螺纹牙的von Mises应力明显变大。

图3 双台肩钻杆接头von Mises应力分布图

轴向拉力作用下双台肩钻杆接头受力分析如图4所示, 对于公扣其平衡方程为:

FP+FS+F=FT (6)

式中FP为主台肩处接触力, N; FS为副台肩处接触力, N; F为接头承载的轴向拉力, N; FT为螺纹牙处的接触力, N。

图4 轴向拉力下双台肩接头的受力特征图

可见轴向拉力的作用会增加螺纹牙的承载负担, 同时缓解主台肩、副台肩的承载。

轴向拉力加载过程中, 接头螺纹牙、主台肩、副台肩啮合面上的接触力变化规律如图5所示。

图5 轴向力下各啮合面接触力变化规律图

随着接头承载的轴向拉力逐步增大, 主台肩和副台肩上的接触力逐渐减小, 表明轴向拉力的作用可以缓解台肩处的应力集中; 与此同时, 螺纹牙啮合面上的接触力随着轴向拉力的增大而逐渐增大, 螺纹牙处承载应力增加。在不同轴向力下接头各螺纹处的接触应力如图6所示, 对比可见, 轴向拉力提升了螺纹牙的整体承载水平, 特别是两端螺纹牙的承载进一步增加, 接头安全性变差。

图6 不同轴向力各螺纹牙承载图

2.2 副台肩间隙对双台肩钻杆接头von Mises应力分布的影响

为研究特深井大轴向力(3 750 kN)下接头应力分布随副台肩间隙的变化规律, 分别取出不同副台肩间隙条件下接头主台肩、副台肩和近主台肩第一螺纹牙上von Mises应力, 如图7所示。

图7 大轴向力下各啮合面的von Mises应力图

由图7可见, 随着副台肩间隙增大, 副台肩处承受的压缩载荷得到缓解, von Mises应力值逐渐减小, 主台肩和螺纹牙处的应力值逐渐增大。由于主台肩和副台肩处的整体应力水平相对较低, 大轴向力条件下副台肩间隙增大引起的螺纹牙应力增加对双台肩钻杆接头使用安全性的影响更大。

2.3 副台肩间隙对双台肩钻杆接头各螺纹牙承载特征的影响

表3为3 750 kN轴向力作用下不同副台肩间隙时各螺纹牙的平均接触应力变化规律。可以看出, 螺纹牙的承载很不均匀, 两端的螺纹牙平均接触应力较大, 而中间段螺纹牙平均接触应力相对较小, 主要承载区域为两端的各三牙螺纹。副台肩间隙为0.05 mm时, 副台肩处因为承受较大的压缩载荷作用, 与之接近的螺纹牙平均接触应力水平较高。随着副台肩间隙的增加, 副台肩处承受的压缩作用得到了缓解, 因此靠近主台肩处的螺纹牙平均接触应力逐渐增大, 靠近副台肩处的螺纹牙平均接触应力有所减少。

表3 各螺纹牙的承载情况表
3 副台肩间隙对双台肩钻杆接头承载性能的影响

由第3节可知轴向力和副台肩间隙对双台肩钻杆接头的载荷分布特征有较大影响, 为了确定适合不同轴向拉力(对应不同井深)条件的最佳副台肩间隙, 下面分析8种具有不同副台肩间隙的双台肩钻杆接头在750 kN、1 500 kN、2 250 kN、3 000 kN、3 750 kN轴向力作用下的受力特征。

3.1 对双台肩钻杆接头极限工作扭矩的影响

对5种副台肩间隙值(以0.10 mm的间隔从0.10 mm增至0.50 mm)的双台肩钻杆接头依次施加上扣扭矩(53.04 kN· m)、轴向力(分别为750 kN、1 500 kN、2 250 kN、3 000 kN、3 750 kN)和足够大的工作扭矩(120 kN· m), 直至接头发生过扭矩失效, 计算结果如表4所示。

表4 不同工况下钻杆接头的极限扭矩表

表4可知, 在相同轴向力工况下, 随着副台肩间隙的增大, 双台肩钻杆接头的极限工作扭矩均呈现出先升高后降低的特点; 在相同副台肩间隙的情况下, 轴向力越大, 双台肩钻杆接头的极限工作扭矩越小, 呈现一定的规律性。

钻杆接头在井下工作时, 需要将较大的地面扭矩传递至井底, 且地面扭矩值通常随着井深的增加而增加。实际钻井过程中双台肩钻杆接头过扭矩失效时有发生, 钻井深度的不断增加对双台肩钻杆接头的抗扭性能提出了更高要求。根据表4中所列的不同工况下双台肩钻杆接头极限工作扭矩表, 可知当轴向力分别为750 kN、1 500 kN、2 250 kN、3 000 kN、3 750 kN时, 最大极限工作扭矩对应的副台肩间隙分别为0.40 mm、0.40 mm、0.30 mm、0.30 mm、0.20 mm, 如表5中最佳副台肩间隙A所示。

表5 不同工况下的最佳副台肩间隙表

这表明, 轴向力较大(特深井的上部井段)时应该选择相对较小的副台肩间隙, 此时双台肩钻杆接头具有更强的抗扭能力。

3.2 对双台肩钻杆接头副台肩啮合面应力特征的影响

现场资料表明, 双台肩钻杆接头在井下工作时其副台肩处易首先发生失效[24], 选择合适的副台肩间隙可以有效地优化接头各啮合面的承载特征, 缓解副台肩处承受的应力, 降低钻杆接头失效的风险。本节对5种具有不同副台肩间隙值(以0.05 mm的间隔从0.05 mm增至0.25 mm)的双台肩钻杆接头依次施加上扣扭矩(53.04 kN· m)、轴向拉力(分别为750 kN、1 500 kN、2 250 kN、3 000 kN、3 750 kN)和弯矩(21.35 kN· m), 考察副台肩处的应力特征。各种工况条件下双台肩钻杆接头副台肩处的von Mises应力峰值如图8所示。在相同轴向力条件下副台肩处的最大von Mises应力随副台肩间隙的增加而降低, 且呈现线性变化规律。对5种轴向力条件下接头副台肩处的von Mises应力进行线性拟合, 可得到5条最大von Mises应力随副台肩间隙的变化曲线如图8所示。

图8 不同副台肩间隙条件下副台肩处最大von Mises应力图

根据API RP 7G[23], 当钻杆接头所承受的应力值超过材料屈服强度的60%时, 其疲劳寿命呈快速下降趋势。为提高钻杆接头性能, 保证接头使用安全, 可以选取合适的副台肩间隙使副台肩处的最大应力低于其屈服极限的60%。本文所用钻杆接头材料的屈服强度为827.4 MPa, 因此取496.4 MPa作为较为合理的副台肩von Mises应力值(图8中的黑线), 从而得到5种工况下合理的副台肩间隙值, 如表5中“ 最佳副台肩间隙B” 所示。通过与最佳副台肩间隙A比较, 可以发现两者基本吻合, 这表明随着钻杆承载轴向力的增大, 更小的副台肩间隙值可以增大接头的极限工作扭矩, 提高接头的承载性能。考虑到加工条件和现场使用方便, 综合最佳副台肩间隙A与最佳副台肩间隙B可得:当轴向力小于3 000 kN(相当于9 000 m Ø 127.0 mm钻杆重量产生的轴向力), 副台肩间隙选择0.40 mm; 当轴向力大于3 000 kN, 副台肩间隙选择0.20 mm。即特深井的上部井段, 双台肩钻杆接头应使用相对较小的副台肩间隙。

4 结论

1)双台肩钻杆接头的应力分布呈现不均匀性。随着轴向力增大, 钻杆接头主台肩与副台肩处的von Mises应力与接触力降低, 螺纹牙处的von Mises应力与接触力有所升高。

2)改变双台肩钻杆接头的副台肩间隙可有效调节主台肩、副台肩和螺纹牙的承载比例。副台肩间隙越大, 主台肩和螺纹牙处应力水平越高, 而副台肩处应力水平越低。

3)在大轴向力作用下, 靠近主台肩处的螺纹牙接触应力随着副台肩间隙的增大而升高, 靠近副台肩处的螺纹牙接触应力随着副台肩间隙的增大而降低。

4)选择合适的副台肩间隙可有效提高双台肩钻杆接头的抗扭性能。在特深井上部井段大轴向力条件下, 对于NC50双台肩钻杆接头, 副台肩间隙建议选择0.20 mm。

编辑 凌忠

参考文献
[1] 黄娟, 叶德燎, 韩彧. 超深层油气藏石油地质特征及其成藏主控因素分析[J]. 石油实验地质, 2016, 38(5): 635-640.
HUANG Juan, YE Deliao, HAN Yu. Petroleum geology features and accumulation controls for ultra-deep oil and gas reservoirs[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2016, 38(5): 635-640. [本文引用:1]
[2] 李熙喆, 郭振华, 胡勇, . 中国超深层大气田高质量开发的挑战、对策与建议[J]. 天然气工业, 2020, 40(2): 75-82.
LI Xizhe, GUO Zhenhua, HU Yong, et al. High-quality development of ultra-deep large gas fields in China: Challenges, strategies and proposals[J]. Natural Gas Industry, 2020, 40(2): 75-82. [本文引用:1]
[3] 仇衍铭. 世界油气资源分布特征及战略分析[D]. 北京: 中国地质科学院, 2019.
QIU Yanming. Distribution characteristics and strategic analysis of world oil and gas resources[D]. Beijing: Chinese Academy of Geological Sciences, 2019. [本文引用:1]
[4] 杨海军, 陈永权, 田军, . 塔里木盆地轮探1 井超深层油气勘探重大发现与意义[J]. 中国石油勘探, 2020, 25(2): 62-72.
YANG Haijun, CHEN Yongquan, TIAN Jun, et al. Great discovery and its significance of ultra-deep oil and gas exploration in well Luntan-1 of the Tarim Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2020, 25(2): 62-72. [本文引用:1]
[5] 李方坡, 刘永刚, 王新虎. 钻柱失效原因中的制造因素分析[J]. 钻采工艺, 2013, 36(6): 86-88.
LI Fangpo, LIU Yonggang, WANG Xinhu. Analysis of manufacturing factors affecting drilling string failure[J]. Drilling & Production Technology, 2013, 36(6): 86-88. [本文引用:1]
[6] 陈松林. 钻杆螺纹失效分析及改进措施研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2008.
Chen Songlin. Drill pipe thread failure analysis and research measures to improve[D]. Chongqing: Chongqing University, 2008. [本文引用:1]
[7] 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, 32(5): 7-10.
ZHANG Yi, WANG Zhiguo, LIU Fuqing. Analysis of torsional stress of drill stem double shoulder connector[J]. Steel Pipe, 2003, 32(5): 7-10. [本文引用:1]
[8] 俞群, 李培梅, 杨森. 高抗扭双台肩钻铤在长庆天然气钻井的配套与应用[J]. 钻采工艺, 2010, 33(6): 12-14.
YU Qun, LI Peimei, YANG Sen, et al. Application and configuring of the high anti-torque dual-shoulder drill collar in Changqing natual gas drilling[J]. Drilling & Production Technology, 2010, 33(6): 12-14. [本文引用:1]
[9] 秦春, 李禹, 陈小元, . 新型特殊结构钻杆在塔河油田超深井的应用[J]. 复杂油气藏, 2016, 9(3): 83-86.
QIN Chun, LI Yu, CHEN Xiaoyuan, et al. Application of new special structure drilling pipe in ultra-deep well of Tahe Oilfield[J]. Complex Hydrocarbon Reservoirs, 2016, 9(3): 83-86. [本文引用:1]
[10] JELLSON M J, HASSMANN S P, DOUG S. New Developments in drill stem rotary shoulder connections[C]//IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology, 11-13 September 2000, Kuala Lumpur, Malaysia. [本文引用:2]
[11] CHANDLER R B, MURADOV A, JELLISON M J, et al. Drill Faster, deeper and further with ultrahigh-torque, third generation double-shoulder connections[C]//SPE/IADC Drilling Conference, 20-22 February 2007, Amsterdam, The Netherland s. [本文引用:2]
[12] 解学东, 史交齐, 申昭熙, . PSC特殊螺纹接头上扣特性研究[J]. 石油机械, 2005, 33(9): 12-15.
XIE Xuedong, SHI Jiaoqi, SHEN Zhaoxi, et al. Investigation of makeup performance of premium shouldered connection[J]. China Petroleum Machinery, 2005, 33(9): 12-15. [本文引用:2]
[13] 任辉, 高连新, 鲁喜宁. 新型双台肩钻杆接头研究与应用[J]. 石油机械, 2011, 39(3): 63-66.
REN Hui, GAO Lianxin, LU Xining. Research and application of new double shoulder drill joint[J]. China Petroleum Machinery, 2011, 39(3): 63-66. [本文引用:2]
[14] 任辉. API石油钻杆接头应力分析及结构改进研究[D]. 上海: 华东理工大学, 2011.
REN Hui. Stress analyses and structure improvement research of API oil tool joint[D]. Shanghai: East China University of Science and Technology, 2011. [本文引用:2]
[15] 狄勤丰, 靳泽中, 王涛, . 复杂载荷条件下钻具接头台肩作用机理研究[J]. 石油钻探技术, 2016, 44(4): 27-34.
DI Qinfeng, JIN Zezhong, WANG Tao, et al. The functional mechanism of drilling tool shoulder under complex load conditions[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2016, 44(4): 27-34. [本文引用:2]
[16] 陈锋, 狄勤丰, 欧阳彦辉, . 双台肩钻杆接头副台肩间隙的优选[J]. 工程力学, 2013, 30(增刊1): 353-357.
CHEN Feng, DI Qinfeng, OUYANG Yanhui, et al. The influence of clearance of secondary shoulder on performance of double shoulder drill pipe joint[J]. Engineering Mechanics, 2013, 30(S1): 353-357. [本文引用:2]
[17] 祝效华, 张智. 大位移井超高抗扭双台肩钻杆接头的设计[J]. 天然气工业, 2017, 37(4): 89-97.
ZHU Xiaohua, ZHANG Zhi. Design of an ultra-high torque double-shoulder tool joint for extended reach wells[J]. Natural Gas Industry, 2017, 37(4): 89-97. [本文引用:2]
[18] 狄勤丰, 陈锋, 王文昌, . 双台肩钻杆接头三维力学分析[J]. 石油学报, 2012, 33(5): 871-877.
DI Qinfeng, CHEN Feng, WANG Wenchang, et al. Three-dimensional mechanical analysis of the double-shouldered tool joint[J]. Acta Petrolei Sinica, 2012, 33(5): 871-877. [本文引用:1]
[19] 陈锋. 复杂载荷条件下钻具接头三维应力特征分析[D]. 上海: 上海大学, 2014.
CHEN Feng. Three-dimensional stress analysis of tool joints under complex loads[D]. Shanghai: Shanghai University, 2014. [本文引用:1]
[20] CHEN Feng, DI Qinfeng, LI Ning, et al. Determination of operating load limits for rotary shouldered connections with three-dimensional finite element analysis[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2015, 133: 622-632. [本文引用:1]
[21] 王勖成. 有限单元法[M]. 北京: 清华大学出版社, 2003.
WANG Xucheng. Finite element method[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2003 [本文引用:1]
[22] 庄茁, 由小川, 廖剑晖, . 基于ABAQUS的有限元分析和应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2009.
ZHUANG Zhuo, YOU Xiaochuan, LIAO Jianhui. Finite element analysis and application based on ABAQUS[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2009. [本文引用:1]
[23] American Petroleum Institute. Recommended practice for drill stem design and operating limits: API RP 7G[M]. Washington DC: API, 1998. [本文引用:3]
[24] 张瑟, 张国正, 张春婉, . 双台肩钻杆接头开裂失效分析[J]. 石油矿场机械, 2010, 39(1): 71-77.
ZHANG Se, ZHANG Guozheng, ZHANG Chunwan, et al. SSC failure analysis of high strength double shouldered tool joint[J]. Oil Field Equipment, 2010, 39(1): 71-77. [本文引用:2]