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《鉆井工具多軸高周疲勞壽命預(yù)測模型優(yōu)選》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、石油勘探與開發(fā)8082015年12月PETROLEUMEXPLORATIoNANDDEVEL0PMENTV_01．42NO．6文章編號：1000—0747(2015)06．0808．04DOI：10．11698／PED．2015．06．15鉆井工具多軸高周疲勞壽命預(yù)測模型優(yōu)選NarayananGovindarajan(Rolls—RoyceDeutschlandLtd&CoKG)摘要：針對鉆井工具多軸高周疲勞問題，進行了疲勞壽命預(yù)測模型優(yōu)選。結(jié)合多軸疲勞理論，分析了非比例加載條件下的多軸應(yīng)力狀態(tài)及多軸疲勞情況下材料開裂行為，總
2、結(jié)了多軸疲勞模型，并推薦DangVan模型用于判斷鉆井工具在特定應(yīng)力下是否會發(fā)生疲勞失效。介紹了DangVan模型的基本準(zhǔn)則、推導(dǎo)原理、適用范圍及疲勞極限計算公式。基于鉆井現(xiàn)場實際應(yīng)用的穩(wěn)定器轉(zhuǎn)向定子驅(qū)動軸實際故障驗證了DangVan多軸疲勞模型，并將其與原始平均應(yīng)力模型進行了對比，結(jié)果表明，原始平均應(yīng)力模型計算結(jié)果偏于保守，DangVan模型更適用于鉆井工具多軸高周疲勞壽命預(yù)測。圖5參10關(guān)鍵詞：鉆井工具；非比例載荷；多軸高周疲勞；疲勞壽命；預(yù)測模型中圖分類號：TE24；TG111．8文獻標(biāo)識碼：AMultiaxialhig
3、hcyclefatiguelifemodeloptimizationfordrillingtoolsNarayananGovindaraianolls—RoyceDeutschlandLtd＆CoKG)Abstract：Thefatiguelifemodelwasoptimizedintermsofthemultiaxialhighcyclefatiguefailuresofdrillingtools．Basedonthemultiaxialfatiguetheory,thestressstateunderthenon-pro
4、portionalloadingandthecrackingbehaviourofthematerialundermultiaxialfatiguewereanalyzed，themultiaxialfatiguemodelsweresummarized，andtheDangVanmodelwasrecommendedforjudgingwhetherornotthedrillingtoolwillbesubjectedtofatiguefailureunderthecertainstressstate．Thefundamen
5、talcriterion，derivationprinciple，applicationscopeandfatiguelimitcalculationmethodwereintroduced．TheDangVanmodelwasvalidatedwithfieldfailuresofthedriveshaftofstabilizersteeringstatorwhichwasusedinthedrillingprocessofoilandgasfields，andcomparedwiththeconventionalmeans
6、tressmode1．Theresultsshowthatthemeanstressmodelpredictsinaoverconservativeway,andtheDangVanmodelismoreapplicableforpredictingmultiaxialhighcyclefatiguelifeofdrillingtools．Keywords：drillingtool；non—proportionalload；multiaxialhighcyclefatigue；fatiguelife；predictionmod
7、elO引言命公式可得出多軸疲勞壽命。實際應(yīng)用中也有多種增加多軸疲勞壽命的方法，噴丸處理是增加工具表面壓由于彎曲載荷和扭曲載荷循環(huán)交替作用在鉆井工縮殘留應(yīng)力的常用方法之一[4]。然而，非比例加載情況具上，鉆井工具經(jīng)常發(fā)生多軸疲勞失效。當(dāng)彎曲載荷下的鉆井工具結(jié)構(gòu)開裂行為與受單軸疲勞載荷的結(jié)構(gòu)和扭曲載荷以不同的頻率施加到鉆井工具上時，常規(guī)開裂行為完全不同，利用等效應(yīng)力．應(yīng)力方法處理非比的平均應(yīng)力疲勞模型已不再適用于鉆井工具結(jié)構(gòu)評例載荷時會導(dǎo)致一些問題。估，而需要合適的多軸疲勞模型。鉆井作業(yè)時，鉆井本文著重結(jié)合多軸疲勞模型和相關(guān)固體力
8、學(xué)理論工具處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，3個主應(yīng)力的方向在加載周進行研究，選擇最合適的多軸高周疲勞壽命預(yù)測模型，期內(nèi)持續(xù)變化，即呈非比例加載形式，鉆井工具承受并基于現(xiàn)場鉆井工具故障和測試結(jié)果來驗證本文推薦多軸疲勞載荷。的模型。利用常規(guī)平均應(yīng)力疲勞模型來預(yù)測鉆井工具結(jié)構(gòu)1多軸疲勞理論疲勞
