[發(fā)明專利]雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410594673.4
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN105631178B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李寧;狄勤豐;滕學清;陳鋒;王春生;王文昌;馮少波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

本發(fā)明實施例提供一種雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩的確定方法，該確定方法包括：根據(jù)待測量的雙臺肩鉆具接頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲取所述雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩計算模型；根據(jù)所述極限工作扭矩計算模型，獲取所述雙臺肩鉆具接頭在預(yù)先設(shè)置的每個軸向拉力對應(yīng)的極限工作扭矩，所述軸向拉力為至少一個，且所述軸向拉力與所述極限工作扭矩一一對應(yīng)，通過根據(jù)雙臺肩鉆具接頭準確測量和計算獲取極限工作扭矩計算模型，可以充分反映出實際的應(yīng)力分布特征，準確的確定雙臺肩鉆具接頭極限工作扭矩，有效減少鉆井中的由于鉆具接頭失效引起的事故。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及石油工程及機械領(lǐng)域，尤其涉及一種雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩的確定方法。

背景技術(shù)

鉆具是用于傳遞動力、輸送鉆井液的主要工具，特別是在油氣田鉆井過程中尤為重要，隨著深井、超深井、大位移水平井數(shù)量的逐年增加，鉆具接頭，特別是鉆桿接頭的抗扭性能受到了越來越多的關(guān)注，因此鉆具失效事故會帶來巨大的經(jīng)濟損失。

現(xiàn)有技術(shù)中，常用的評價鉆具的使用性能的方式包括以下兩種：第一種方式為根據(jù)假設(shè)的軸向拉力、彎矩等復雜載荷工況，提供了鉆桿接頭的抗扭強度計算公式，第二種方式為采用二維軸對稱有限元模型對鉆具接頭的受力進行分析，以評價鉆具的使用性能。但是在實際應(yīng)用中，常常出現(xiàn)工作扭矩尚在標定扭矩極限(實際為零軸向拉力條件下的極限扭矩)內(nèi)，鉆具接頭卻已發(fā)生失效的情況。二維軸對稱模型難以評價上扣扭矩、彎矩等復雜工況條件下鉆具接頭的受力特征，因此也難以反映實際工作環(huán)境下的鉆具接頭的極限工作扭矩，且雙臺肩鉆具接頭的結(jié)構(gòu)復雜，包括螺紋牙的螺旋升角、副臺肩等，而且承受上扣扭矩、軸向拉力、彎矩和工作扭矩等復雜載荷的作用，其受力行為屬于三維彈塑性特征。

現(xiàn)有計算公式和現(xiàn)有的二維有限元分析，都不能充分反映出實際的應(yīng)力分布特征，無法準確的確定雙臺肩鉆具接頭極限工作扭矩，導致在鉆井過程中出現(xiàn)大量由于鉆具接頭失效引起的安全事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩的確定方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能充分反映出實際的應(yīng)力分布特征，無法準確確定雙臺肩鉆具接頭極限工作扭矩，從而導致在鉆井過程中出現(xiàn)大量由于鉆具接頭失效引起的安全事故的問題。

本發(fā)明提供一種雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩的確定方法，包括：

根據(jù)待測量的雙臺肩鉆具接頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲取所述雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩計算模型；

根據(jù)所述極限工作扭矩計算模型，獲取所述雙臺肩鉆具接頭的預(yù)先設(shè)置的每個軸向拉力對應(yīng)的極限工作扭矩，所述軸向拉力為至少一個，且所述軸向拉力與所述極限工作扭矩一一對應(yīng)。

可選的，所述獲取所述雙臺肩鉆具接頭的預(yù)先設(shè)置的每個軸向拉力對應(yīng)的極限工作扭矩之后，所述方法還包括：

根據(jù)所述極限工作扭矩計算模型，獲取雙臺肩鉆具的安全工作區(qū)域。

可選的，所述根據(jù)待測量的雙臺肩鉆具接頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲取所述雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩計算模型，包括：

獲取所述雙臺肩鉆具接頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)；

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)參數(shù)建立所述雙臺肩鉆具接頭的三維幾何模型，并對所述三維幾何模型進行有限元網(wǎng)格劃分為至少十萬個單元；

測量獲取所述雙臺肩鉆具接頭材料的力學性能參數(shù)。

可選的，所述根據(jù)待測量的雙臺肩鉆具接頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲取所述雙臺肩鉆具接頭的極限工作扭矩計算模型，還包括：

根據(jù)所述力學性能參數(shù)，計算獲取所述雙臺肩鉆具接頭的單元應(yīng)力；

根據(jù)所述單元應(yīng)力和所述力學性能參數(shù)，獲取設(shè)置的每個軸向拉力對應(yīng)的極限工作扭矩；