CD350套管吊卡应力场三维有限元分析及危险截面上裂纹应力强度因子求解

首先对ＣＤ３５０套管吊卡三维应力场进行分析，进而采用有限元位移法，求解危险截面处不同深度和形态表面角裂纹的应力强度因子。在大量有限元计算基础上，拟合出关于角裂纹特征参数的无量纲应力强度因子表达式，为预测带裂纹的套管吊卡的承载能力、剩余寿命、确定探伤周期、制定判废标准等提供了必要的断裂分析参数。

套管吊卡主体关键尺寸灵敏度分析与优化

吊卡主体是套管提升系统的关键性零件,安全性能要求极高。为了提高吊卡主体的安全性能,对其结构关键尺寸进行灵敏度分析,通过变尺寸法调整吊卡主体关键尺寸。分析结果表明:当吊耳截面横向厚度为81mm,吊耳截面半径为R67mm时,吊卡主体的最大弯曲应力比优化前改善了9.7%。其结果有助于吊卡适应更为苛刻的工况条件,能减少事故的发生,为进一步的改进设计提供了依据。

旋扣套管吊卡设计及有限元分析

为了提高车载煤层气钻机下套管的作业效率,通过借鉴国外先进技术理念,结合国内现场应用情况,提出了新的旋扣套管吊卡设计理念。在介绍旋扣套管吊卡结构和工作原理的基础上,利用有限元软件对旋扣套管吊卡的上连接短节、连接板和吊卡总成进行了力学分析。针对旋扣套管吊卡的承载能力开展了地面试验。试验结果表明,经过反复600 kN载荷的施加,装置未见明显的变形和磨损,说明旋扣套管吊卡能满足1 000 m井深车载煤层气钻机的下套管要求。

吊卡可升降支撑装置的设计与应用

套管吊卡是石油、天然气海上钻井作业中用于起、下套管的必备工具。作业中,针对枕木支撑方式作业效率低的问题,本文基于双楔块机构,设计了一种可升降支撑装置,固井完成后只需降低支撑装置,即可轻松取出吊卡,操作简便且可重复使用,在实际应用中显著地提高了作业效率。