DDZ5—18—350牛头钻杆吊卡断裂分析

对ＤＤＺ５－１８－３５０牛头钻杆吊卡三维应力场进行分析后，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，给出了应力强度因子沿裂纹前沿的变化规律。根据有限元数值，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，为预测带裂纹的牛头钻杆吊卡的承载能力、剩余寿命、确定探伤周期和制定判废标准等提供了必要的断裂分析参数。

S135钻杆钢预腐蚀后的弯曲疲劳性能

目的考察有机盐钻井液对S135钻杆材料腐蚀及疲劳性能的影响。方法首先利用高温高压釜模拟有机盐钻井液井筒的工况环境,对疲劳试样进行预腐蚀,通过点蚀仪测定试样表面的腐蚀状况;然后利用旋转弯曲疲劳试验机在不同弯曲应力条件下对预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳性能进行测试,算得不同存活率下的疲劳强度,并绘制不同存活率下的S-N曲线。用体视显微镜和扫描电镜观察预腐蚀试样和未腐蚀试样的疲劳断口形貌,进而得出S135钻杆材料表面腐蚀对其疲劳寿命的影响程度和影响机制。结果经过腐蚀的试样表面有较多腐蚀坑,腐蚀坑深度在0.4~0.7 mm之间。未腐蚀试样的疲劳强度为553 MPa,其疲劳断口只观察到单个疲劳裂纹源;腐蚀试样的疲劳强度为409 MPa,其疲劳断口观察到多个疲劳裂纹源。S135钻杆材料腐蚀疲劳开裂敏感性指数为26%。结论经过高温高压有机盐钻井液环境腐蚀后,试样表面点蚀严重,腐蚀坑底部存在应力集中并导致裂纹源的形成,多个裂纹源的同时生长加快了裂纹的扩展,最终降低S135钻杆钢的疲劳强度。

深孔钻进中绳索取心钻杆应力的有限元分析及优化电算

钻杆折断是绳索取心钻进过程中经常发生的事故。利用ANSYS软件对深孔减压钻进时绳索取心钻杆进行了静力分析和屈曲分析,并采用VC++6.0软件开发工具编写了可视化的"绳索取心钻杆应力仿真电算"程序。结果表明:钻杆柱应力分布受钻杆规格和扭矩影响较大,受钻压影响较小。钻杆柱最大应力分布在顶部,随着钻杆长度的增加逐渐减小,至中合点后又逐渐增大;随着屈曲阶数的升高,钻杆柱的屈曲纵向变形越来越剧烈,而横向变形幅度却呈现波动状态。在距离孔口40 m内,各阶应力由大变小并逐渐稳定;在距离孔口40-1 250 m时,钻杆柱各阶应力相似;在距离孔口大于1 250 m时,钻杆柱应力变化随屈曲阶数增大越来越剧烈。仿真电算结果与有限元结果相符,验证电算程序可行。

预应力高强度混凝土管桩钢筋断裂远场涡流法数值分析

针对管桩预应力钢筋断裂检测的难题,选取PHC450(95)管桩建立三维电磁场有限元模型,基于远场涡流检测原理分析激励线圈在管内外不同钢筋断裂工况下磁场信号的变化规律,探究合理的激励线圈、检测线圈布置方式和有效的磁场检测指标。结果表明:激励线圈在管内管外,磁感应强度径向分量、轴向分量的相位均可作为钢筋断裂的检测指标;激励线圈在管内,磁感应强度径向分量、轴向分量的幅值可检测是否有纵筋断裂;激励线圈、检测线圈靠近钢筋断裂环向位置才能检测到相对明显的磁场信号变化。可见,应用远场涡流法检测管桩钢筋断裂情况是可行的,为实际检测装备的研发工作奠定基础。

S-135钻杆应力腐蚀与纵向开裂失效分析

Failure analysis of a broken part of Model S-135 drill pipe is carried out to find out the actual factor causingunexpected fracture during tripping operation. The fracturing mechanism is expounded based on an analysis of the fracturing surface of the drill pipe. The results show that drill pipe failure is caused by stress corrosion. Suggestions for preventing the drill pipe failure are put forward.