应用xfem模拟研究钻杆裂纹扩展过程.pdf

第 卷第 期 重庆大学学报 年 月 文章编号 应用 模拟研究钻杆裂纹扩展过程 林铁军 练章华 曾晓健 陈 勇 刘晓峰 西南石油大学油气藏地质与开发国家重点实验室四川成都 石油工程西南有限公司 四川德阳 西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院新疆 西南分公司工程技术研究院四川德阳 摘 要钻杆裂纹扩展是一个典型的不连续问题采用常规有限元方法难以实现裂纹扩展过程 的仿真模拟而扩展有限元法 是近年来发展起来的分析断裂问题的一种有效方法在介 绍了扩展有限元法的基本原理的基础上建立了基于 的含不同深度初始裂纹的 钻杆在 拉力和扭矩共同作用下的裂纹扩展模型通过钻杆裂纹扩展过程的分析后发现钻杆的初始裂纹 深度小于 时裂纹不易扩展但初始裂纹深度超过 时裂纹会在相对较低的外载荷下扩 展且扩展面较大并与初始裂纹面存在一定夹角最终造成钻杆断裂失效通过对钻杆裂纹的扩展 过程仿真模拟展示了 在钻具断裂失效分析方面的独特优势并为这方面的研究提供了一 种新方法 关键词 裂纹扩展钻杆失效动态模拟 中图分类号 文献标志码