Дослідження впливу розміщення основної площини різьби на напружено-деформований стан замкового різьбового з’єднання елементів бурильної колони

Анотація

На cьогодні спорудження свердловин неможливо уявити без використання різьбових з’єднань. Однак, не зважаючи на постійне вдосконалення цих різьбових з’єднань, аварійність не зменшується. Особливістю експлуатації різьбових з’єднань елементів бурильної колони є дія на них значних крутних, згинних моментів та навантажень розтягу і стиску, тому   дослідження їх напружено-деформованого стану залишається актуальним. Для визначення напружено-деформованого стану різьбового з’єднання, у якому є відхилення одного з найважливіших параметрів різьби, а саме, розташування основної площини, побудовано тримірну модель з’єднання NC50 для дослідження методом кінцевих елементів. У результаті проведеного імітаційного моделювання різьбового з’єднання, основна площина якого розміщена відповідно до вимог нормативних документів, встановлено розподіл напружень по впадинах різьби ніпеля, згідно з яким максимальні напруження виникають у впадинах витків, розміщених ближче до опорного торця, а з віддаленням від них поступово знижуються. Такий розподіл напружень, отриманий за допомогою імітаційного моделювання, співпадає із відомими теоріями. Проведені імітаційні моделювання, за яких розміщення основної площини зміщено на 2 мм в бік опорного торця ніпеля, показали зміну розподілу та зростання величини напружень по впадинах різьби ніпеля та зміну величини контактного тиску на опорних торцях ніпеля і муфти. Варто зауважити, що такі зміни негативно вплинуть на роботу різьбового з’єднання. Дослідження різьбового з’єднання, у якому основна площина зміщена на 2 мм у бік від опорного торця ніпеля, показали зростання напружень по впадинах витків різьби ніпеля та різке зниження величин контактного тиску на опорних торцях ніпеля та муфти. За таких умов різьбове з’єднання зруйнується за малої кількості циклів роботи.