Повышение эксплуатационных характеристик замковых резьбовых соединений утяжеленных бурильных труб

Abstract

Цель работы. Разработка методов повышения эксплуатационных характеристик замковых резьбовых соединений УБТ путем оптимизации параметров сборки и прогнозирование их ресурса работы по сопротивлению сталей зарождению и распространению усталостных трещин. Основные задачи работы: 1. Проаналиэировать литературные данные о влиянии параметров сборки замковых резьбовых соединений УБТ на их сопротивление усталости. 2. Установить закономерности распространения усталостных трещин в замковых резьбовых соединениях УБТ. 3. Экспериментально определить влияние осевого натяга на напряженное состояние ниппеля в плоскости опасного сечения. 4. Использовать регрессионный анализ для определения взаимного влияния крутящего момента свинчивания и осевого натяга на сопротивление усталости замковых резьбовых соединений УБТ. 5. Исследовать периоды до зарождения и скорости распространения усталостных трещин в сталях, применяемых в бурении. 6. Определить зависимости, описывающие период до зарождения и скорость распространения усталостных трещин при асимметричном цикл© нагружения. 7. Разработать методику прогнозирования работоспособности замковых резьбовых соединений УБТ при различных режимах нагружения. 8. определить оптимальные параметры сборки замковых резьбовых соединений УБТ по сопротивлению сталей зарождению и распространению усталостных трещин. Научная новизна. 1. Получены зависимости для определения геометрических параметров фронта усталостных трещин при различных режимах нагружения. 2. Предложена модель для определения изгибающего момента в плоскости опасного сечения ниппеля в зависимости от степени закрепления резьбового соединения и методика расчета. 3. Получены зависимости для расчета рекомендуемых значений осевого натяга для различных типоразмеров замковых резьбовых соединений УБТ. 4. Предложены зависимости для описания периода до зарождения и скорости распространения усталостных трещин при асимметричном цикле нагружения, характерном для опасного сечения ниппеля замковых резьбовых соединений УБТ. 5. Разработана методика определения долговечности замковых резьбовых соединений УБТ с использованием критериев механики разрушения. 6. Предложена методика расчета рекомендуемого крутящего момента свинчивания замковых резьбовых соединений УБТ по данным о трещиностойкости сталей.