[发明专利]双台肩钻具接头的极限工作扭矩的确定方法

说明书

本发明实施例提供一种双台肩钻具接头的极限工作扭矩的确定方法，该确定方法包括：根据待测量的双台肩钻具接头的结构参数，获取所述双台肩钻具接头的极限工作扭矩计算模型；根据所述极限工作扭矩计算模型，获取所述双台肩钻具接头在预先设置的每个轴向拉力对应的极限工作扭矩，所述轴向拉力为至少一个，且所述轴向拉力与所述极限工作扭矩一一对应，通过根据双台肩钻具接头准确测量和计算获取极限工作扭矩计算模型，可以充分反映出实际的应力分布特征，准确的确定双台肩钻具接头极限工作扭矩，有效减少钻井中的由于钻具接头失效引起的事故。

技术领域

本发明实施例涉及石油工程及机械领域，尤其涉及一种双台肩钻具接头的极限工作扭矩的确定方法。

背景技术

钻具是用于传递动力、输送钻井液的主要工具，特别是在油气田钻井过程中尤为重要，随着深井、超深井、大位移水平井数量的逐年增加，钻具接头，特别是钻杆接头的抗扭性能受到了越来越多的关注，因此钻具失效事故会带来巨大的经济损失。

现有技术中，常用的评价钻具的使用性能的方式包括以下两种：第一种方式为根据假设的轴向拉力、弯矩等复杂载荷工况，提供了钻杆接头的抗扭强度计算公式，第二种方式为采用二维轴对称有限元模型对钻具接头的受力进行分析，以评价钻具的使用性能。但是在实际应用中，常常出现工作扭矩尚在标定扭矩极限(实际为零轴向拉力条件下的极限扭矩)内，钻具接头却已发生失效的情况。二维轴对称模型难以评价上扣扭矩、弯矩等复杂工况条件下钻具接头的受力特征，因此也难以反映实际工作环境下的钻具接头的极限工作扭矩，且双台肩钻具接头的结构复杂，包括螺纹牙的螺旋升角、副台肩等，而且承受上扣扭矩、轴向拉力、弯矩和工作扭矩等复杂载荷的作用，其受力行为属于三维弹塑性特征。

现有计算公式和现有的二维有限元分析，都不能充分反映出实际的应力分布特征，无法准确的确定双台肩钻具接头极限工作扭矩，导致在钻井过程中出现大量由于钻具接头失效引起的安全事故。

发明内容

本发明实施例提供一种双台肩钻具接头的极限工作扭矩的确定方法，以解决现有技术中不能充分反映出实际的应力分布特征，无法准确确定双台肩钻具接头极限工作扭矩，从而导致在钻井过程中出现大量由于钻具接头失效引起的安全事故的问题。

本发明提供一种双台肩钻具接头的极限工作扭矩的确定方法，包括：

根据待测量的双台肩钻具接头的结构参数，获取所述双台肩钻具接头的极限工作扭矩计算模型；

根据所述极限工作扭矩计算模型，获取所述双台肩钻具接头的预先设置的每个轴向拉力对应的极限工作扭矩，所述轴向拉力为至少一个，且所述轴向拉力与所述极限工作扭矩一一对应。

可选的，所述获取所述双台肩钻具接头的预先设置的每个轴向拉力对应的极限工作扭矩之后，所述方法还包括：

根据所述极限工作扭矩计算模型，获取双台肩钻具的安全工作区域。

可选的，所述根据待测量的双台肩钻具接头的结构参数，获取所述双台肩钻具接头的极限工作扭矩计算模型，包括：

获取所述双台肩钻具接头的结构参数；

根据所述结构参数建立所述双台肩钻具接头的三维几何模型，并对所述三维几何模型进行有限元网格划分为至少十万个单元；

测量获取所述双台肩钻具接头材料的力学性能参数。

可选的，所述根据待测量的双台肩钻具接头的结构参数，获取所述双台肩钻具接头的极限工作扭矩计算模型，还包括：

根据所述力学性能参数，计算获取所述双台肩钻具接头的单元应力；

根据所述单元应力和所述力学性能参数，获取设置的每个轴向拉力对应的极限工作扭矩；