复杂结构井钻杆接头三维力学特性及结构改进研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 课题背景 | 第10-13页 |
| 1.2 钻杆接头的载荷与失效 | 第13-14页 |
| 1.2.1 钻杆接头的载荷 | 第13页 |
| 1.2.2 钻杆接头的失效 | 第13-14页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.3.1 国内研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3.2 国外研究现状 | 第16-17页 |
| 1.4 研究内容及方法 | 第17-18页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第17-18页 |
| 1.4.2 研究方法 | 第18页 |
| 1.5 本文创新点 | 第18-20页 |
| 第2章 钻杆接头力学特性分析基础理论 | 第20-32页 |
| 2.1 显式动力学分析方法 | 第20-21页 |
| 2.2 螺纹连接控制方程 | 第21-22页 |
| 2.3 弹塑性本构关系 | 第22-25页 |
| 2.3.1 弹性本构关系 | 第22-23页 |
| 2.3.2 弹塑性本构关系 | 第23-25页 |
| 2.4 大变形本构关系 | 第25-26页 |
| 2.5 接触问题分析理论 | 第26-29页 |
| 2.5.1 接触界面边界条件 | 第26-27页 |
| 2.5.2 接触虚位移原理 | 第27-28页 |
| 2.5.3 接触罚函数法 | 第28-29页 |
| 2.6 热传导分析理论 | 第29-31页 |
| 2.6.1 稳态温度场控制方程 | 第29-30页 |
| 2.6.2 热应力计算控制方程 | 第30-31页 |
| 2.7 本章小结 | 第31-32页 |
| 第3章 钻杆接头三维力学特性研究 | 第32-54页 |
| 3.1 钻杆接头有限元计算模型 | 第32-35页 |
| 3.1.1 钻杆接头空间模型 | 第32-33页 |
| 3.1.2 材料力学性能参数 | 第33-34页 |
| 3.1.3 三维数值仿真模型 | 第34-35页 |
| 3.1.4 数值仿真模型验证 | 第35页 |
| 3.2 钻杆接头上扣特性分析 | 第35-39页 |
| 3.2.1 上扣过程与受力特征 | 第35-37页 |
| 3.2.2 钻杆接头上扣扭矩计算 | 第37页 |
| 3.2.3 上扣扭矩下的应力特征 | 第37-39页 |
| 3.2.4 上扣扭矩下的轴向位移特征 | 第39页 |
| 3.3 上扣扭矩控制不当的影响 | 第39-44页 |
| 3.3.1 不同上扣扭矩时的应力特征 | 第39-41页 |
| 3.3.2 不同上扣扭矩时的轴向位移特征 | 第41-42页 |
| 3.3.3 上扣不当对钻杆接头的影响 | 第42-44页 |
| 3.4 环境因素对钻杆接头的影响 | 第44-47页 |
| 3.4.1 内外压差对钻杆接头的影响 | 第44-45页 |
| 3.4.2 井眼温度对钻杆接头的影响 | 第45页 |
| 3.4.3 摩阻扭矩对钻杆接头的影响 | 第45-46页 |
| 3.4.4 均匀磨损对钻杆接头的影响 | 第46-47页 |
| 3.5 弯曲段钻杆接头的力学特性 | 第47-52页 |
| 3.5.1 弯曲段钻杆接头弯矩载荷计算 | 第47-48页 |
| 3.5.2 井眼曲率对钻杆接头的影响 | 第48-50页 |
| 3.5.3 钻杆接头极限工作拉力图版 | 第50-51页 |
| 3.5.4 钻杆接头极限工作扭矩图版 | 第51-52页 |
| 3.6 本章小结 | 第52-54页 |
| 第4章 钻杆接头疲劳累积损伤研究 | 第54-72页 |
| 4.1 钻杆接头疲劳问题 | 第54-56页 |
| 4.1.1 疲劳破坏的定义与特性 | 第54-55页 |
| 4.1.2 疲劳破坏机理 | 第55页 |
| 4.1.3 疲劳特性基本参量 | 第55-56页 |
| 4.2 多轴疲劳裂纹扩展机理及规律 | 第56-58页 |
| 4.2.1 多轴疲劳裂纹的萌生 | 第56-57页 |
| 4.2.2 多轴疲劳裂纹的扩展 | 第57页 |
| 4.2.3 多轴加载下的疲劳断口特征 | 第57-58页 |
| 4.3 疲劳破坏准则与疲劳寿命预测 | 第58-61页 |
| 4.3.1 材料对应力集中的敏感性 | 第58-59页 |
| 4.3.2 多轴比例加载循环应力应变关系 | 第59-60页 |
| 4.3.3 临界平面法疲劳破坏准则 | 第60页 |
| 4.3.4 Morrow应变周期预测模型 | 第60-61页 |
| 4.4 钻杆接头应力集中系数计算 | 第61-65页 |
| 4.4.1 拉伸应力集中系数 | 第61-62页 |
| 4.4.2 弯曲应力集中系数 | 第62-63页 |
| 4.4.3 剪切应力集中系数 | 第63-65页 |
| 4.4.4 摩擦系数对应力集中系数的影响 | 第65页 |
| 4.5 钻杆接头疲劳寿命计算模型 | 第65-68页 |
| 4.5.1 钻杆接头弯曲疲劳S-N曲线 | 第65-67页 |
| 4.5.2 钻杆接头疲劳计算相关参数 | 第67-68页 |
| 4.5.3 疲劳计算有限元模型验证 | 第68页 |
| 4.6 钻杆接头疲劳寿命分析计算 | 第68-71页 |
| 4.6.1 钻杆接头疲劳寿命计算案例 | 第68-69页 |
| 4.6.2 残余应力对疲劳寿命的影响 | 第69-70页 |
| 4.6.3 表面质量对疲劳寿命的影响 | 第70-71页 |
| 4.7 本章小结 | 第71-72页 |
| 第5章 新型超高抗扭双台肩钻杆接头研究 | 第72-93页 |
| 5.1 高抗扭双台肩钻杆接头模型 | 第72-75页 |
| 5.1.1 扭矩载荷下钻杆接头受力特征 | 第72-73页 |
| 5.1.2 高抗扭双台肩钻杆接头结构 | 第73-74页 |
| 5.1.3 高抗扭钻杆接头数值仿真模型 | 第74-75页 |
| 5.2 高抗扭双台肩钻杆接头正交优化 | 第75-78页 |
| 5.2.1 正交优化因素 | 第75-76页 |
| 5.2.2 正交优化试验方案 | 第76页 |
| 5.2.3 正交优化试验结果分析 | 第76-78页 |
| 5.3 承载性能对比计算 | 第78-81页 |
| 5.3.1 抗拉性能对比计算 | 第78-79页 |
| 5.3.2 抗扭性能对比计算 | 第79-80页 |
| 5.3.3 抗弯性能对比计算 | 第80页 |
| 5.3.4 抗压性能对比计算 | 第80-81页 |
| 5.4 XSJ钻杆接头上扣特性分析 | 第81-85页 |
| 5.4.1 上扣扭矩下的受力特征 | 第81-82页 |
| 5.4.2 XSJ钻杆接头上扣扭矩计算 | 第82页 |
| 5.4.3 上扣扭矩下的应力特征 | 第82-84页 |
| 5.4.4 上扣扭矩下的轴向位移特征 | 第84-85页 |
| 5.5 弯曲段XSJ钻杆接头的力学特性 | 第85-89页 |
| 5.5.1 井眼曲率对XSJ钻杆接头的影响 | 第85-87页 |
| 5.5.2 XSJ钻杆接头极限工作拉力图版 | 第87-88页 |
| 5.5.3 XSJ钻杆接头极限工作扭矩图版 | 第88-89页 |
| 5.6 疲劳寿命对比计算 | 第89-92页 |
| 5.6.1 拉压疲劳寿命对比计算 | 第89页 |
| 5.6.2 弯曲疲劳寿命对比计算 | 第89-90页 |
| 5.6.3 扭转疲劳寿命对比计算 | 第90-91页 |
| 5.6.4 复合疲劳寿命对比计算 | 第91-92页 |
| 5.7 本章小结 | 第92-93页 |
| 第6章 结论与展望 | 第93-95页 |
| 6.1 结论 | 第93-94页 |
| 6.2 展望 | 第94-95页 |
| 致谢 | 第95-96页 |
| 参考文献 | 第96-101页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研情况 | 第101页 |
