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《斜直井眼中石油钻柱动力学特性仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、上海大学硬士学位论文摘要石油钻井过程中，每年都会发生大量钻柱失效事故，造成重大经济损失。国内外对钻柱的失效研究已经很多，但早期研究主要集中在改善钻柱的结构和材质方面．直到上世纪末，国外BakerHughes、Shell、Sperry-Sun等几家公司才在动力学方面取得了突破性进展，并在工程现场获得了明显的经济效益。国内在这方面的研究相对落后，离工程应用的差距更大．本文以减少钻柱失效事教、提高钻柱的安全可靠性为目标，应用有限元方法，开展了双重非线性钻柱动力学特性研究．首先，分析了钻柱交形特点及其与井壁的碰撞摩擦闯题，并且考虑了稳定器和井壁的间隙对动
2、力学特性的影响，完善了现有钻柱三维动力学模型．其次。利用有限元结点迭代和整体刚度矩阵相结合的方法，解决了石油钻柱这种超细长比管柱的非线性动力学计算难麓．再次，在完善现有钻柱动力学模型和计算方法的基础上，开发了钻柱动力学特性仿真软件．通过算例结果与已有结果的比较分析，验证了计算方法和软件的正确性和有效往．最后，运用研发的软件分析了钻压、转速、稳定器对钻柱动力学特性的影响，得到了钻柱变形、应力分布随施工参数(钻压、转速)的变化规律，探讨了稳定嚣数量和位置对钻柱变形及横向振动的影响．根据本论文的研究工作，人们可以进一步了解斜直井眼条件下钻柱的涡动、变形
3、以及动态应力状况。并以此为基础，开展设计井眼轨迹或者实际井眼轨迹条件下的钻柱动力学研究分析．此外，本文所建立的钻柱动力学模型和研制的钻柱动力学特性仿真软件，可以用于改善钻柱结构，优化钻压和转盘转速，为现场技术人员提供较大帮助．关键词·钻柱；非线性；动力学；有限元法；仿真V上海大学硕士论文ABSTRACTOuting赫llingoperations,drillstringfailur铭occurfrc,l,Jaat]yeveryyear,whielaleadtOl：rClnCndouswasteoftimc柚dmoney,mtboughresear
4、elaworkhavebeene．arricdoutonpreventing,trinst峨failure．Earlystlidicswclrcmainlyfocused011thestructureandmaterialofdrinstri婚Untiltheendoftlac20tlacentury,break-throughinthc黼ofdynamicshadbeenachievedb，r5咖ovcl'seaseompanies’suelaasBakerit．gl峨Shell．Sparry-Sm,ctal，topreventthedrill
5、stri驾failure，mldagreatdealofprofithavebeengotI-lowc,^v-cr,limitedrelevantsttldicsandpraeticatlmethodsassociatedwith,ltinstringdynanlics瓣砖pDnedina№InordertominimizethcdalnagcclElusedbyvibrationand矗Isl辩thesafe!tyandreliabilityofdrillstring,thefiniteelementmethod1wb∞nutilizedtos
6、imulatetlacdoublenonlineardrillstringdyn缸疵cluneteristicsinthisthesis．mmaincontributions玳summarizedasfollows：First．inimprov伐ldri,stri．g,lymicmodelhasbeenestablished,inwhichthedeformationofdfillgnin易clcatlln∞andfrictionalinteractionbetwCClltlacstabilizersandthcwellborew峨conside
7、red．Second,incolroratiIIgthefiniteelementiterativemethodandthesystemstiffnessmatrixmetl斌i．tcgratcdmethodhasbeenusedcffeetivclytosolvetknonlineardynmicsofdri岫withultraslendernessratio(thicknessVCI'SI．ISlength)．Third,basedOntheimproveddynllmicmodelandtlaeoptimiz,xlcomputationme
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