石油钻井中非标碟簧优选设计及力学性能研究

更新时间:2023-05-28

《石油机械》2020年06期

【摘要】石油钻井中采用的非标碟簧与标准碟簧在结构上存在显著差异,且按照常规算法计算的力学性能也与工程实践有较大出入。鉴于此,对设计的两类碟簧分别使用A-L法、Muhr法和有限元法求解单片碟簧在准静态条件下的载荷-位移曲线,并与试验结果进行对比;按不同高厚比分析两类碟簧的载荷-位移、刚度特性曲线,得到优选型号;分析了最优型号在静载下的应力与应变情况。研究结果表明:在考虑材料的弹塑性与大变形等因素下,有限元法能更准确地描述非标碟簧的力学性能,同时也能够根据载荷要求快速优选所需型号;在未达到屈服条件时碟簧内已出现一定的塑性变形,通过控制塑性应变量,优化点的有效工作区间、极限载荷与工程参考点相比分别提升30%与15%。研究结果为石油钻井中非标碟簧的优选与设计提供了科学指导。

【关键词】非标碟簧准静态刚度特性有限元塑性应变