煤炭工程

作者：王帮文,赵宽,薛河,等

单位：1. 西安科技大学；2. 长安大学；

关键词：钻杆接头,井眼曲率,复合载荷,三维有限元分析,

煤矿钻杆在严苛的服役环境和复杂的受力状态下易失效, 不仅影响正常生产, 而且还因打捞困难致使事故恶化。针对上述问题, 以煤矿⌀73 mm 外平定向钻杆为研究对象, 对不同载荷下钻杆接头进行了受力分析, 并通过单轴拉伸试验获得了接头材料的力学性能参数, 构建了接头材料的本构模型。在此基础上, 应用虚功原理、Von Mises 屈服准则和接触非线性理论建立了钻杆接头螺纹的弹塑性有限元分析模型, 分析了不同工况载荷作用下接头部位的受力状态及应力场分布规律。研究结果表明: 在预紧扭矩为2000 N·m 时, 该钻杆接头具有良好的密封性能和联接强度; 单扭和拉扭载荷下, 靠近主台肩的第一螺纹牙为主要失效部位; 在压、弯、扭载荷下, 主台肩为主要失效部位; 在钻机最大扭矩与推进力的作用下, 接头的抗弯能力达到3°/3 m。

来源：2024年第3期

《煤炭工程》期刊编辑部

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