CD-GF型钻井球阀阀体的力学特性分析

论文摘要

CD-GF型钻井球阀阀体的结构最为薄弱,其外壳的开孔部位常出现开裂现象,影响钻井作业的正常进行。为此,运用ANSYS Workbench工程分析软件,对6种结构方案的CD-GF型钻井球阀阀体在压、拉、扭载荷作用下的力学特性进行详细的数值分析。研究结果表明:在不同拉力、内压和工作扭矩的组合作用下,相对于原阀体结构A,其他5种方案（A1、A2、B、B1和B2）在最大应力上减小的平均值分别为16. 4%、36. 0%、7. 6%、23. 2%和40. 7%,总变形量减小的平均值分别为16. 7%、37. 3%、22. 9%、30. 6%和45. 5%;在6种球阀阀体结构方案中,最大应力部位均出现在与阀体轴线垂直的孔壁上,随着与圆孔区域距离的增大,其应力值减小;在所有拉力、内压和工作扭矩的组合作用下,阀体的最大应力均小于其材料的极限抗拉强度,其力学行为处于材料弹性变形阶段;拉力载荷是影响钻井球阀阀体强度的主要因素;结构B2（外径增大28mm+双边开孔方案）对原阀体结构A的增强效果最好。研究结果可为钻井球阀阀体的结构优化与改进提供基础数据。

论文目录

• 0 引言
• 1 模型建立
• 2 网格划分
• 3 加载与约束
• 4 模拟结果与分析
•   4.1 拉力对阀体最大应力与总变形量的影响
•   4.2 内压对阀体最大应力与总变形的影响
•   4.3 工作扭矩对阀体最大应力与总变形的影响
•   4.4 拉力极限分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 易先中,姚治明,周元华,杨增辉,盛治新,宋顺平

关键词: 钻井球阀,阀体强度,最大应力,总变形量,拉力载荷,数值分析

来源: 石油机械 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 长江大学机械工程学院,中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司

基金: 国家科技重大专项“钻井协同自动控制系统研发”(2016ZX05022006-004),“复杂结构井,丛式井设计与控制新技术”(2017ZX05009-003),湖北省技术创新专项“深部地热资源综合开发利用关键技术”(2016ACA181),NSFC-石油化工联合基金项目“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(U1762214,U1262108,51974035)

分类号: TE92

DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.09.004

页码: 23-29+36

总页数: 8

文件大小: 2621K

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