收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深部地质钻探钻柱失稳行为研究

吴晔  
【摘要】:由于对深部地层资源开采的迫切需求,深部地质钻探的勘探深度得到了较大的加深,对深部地质钻探的勘探技术提出了更高的要求。这就迫切需要我们对钻柱的稳定性问题进行深入研究。 本文以深部地质绳索取心钻探为研究对象,用理论分析和仿真模拟的方法研究了钻柱在深直井眼中的失稳行为,为深部地质取心钻探设备的合理设计、钻探规程参数的合理选择提供了参考依据。 在考虑自重、摩擦力以及钻柱与孔壁间的接触力的条件下,通过经典微元体分析法推导出了钻柱在深直井眼中的一般性屈曲微分方程,并进一步通过泛函分析方法求解该方程,对钻柱正弦屈曲与螺旋屈曲状态两种失稳变形状态进行了研究,确定了正弦屈曲与螺旋屈曲两个临界载荷,同时也对钻柱的载荷应力进行了系统分析,包括钻柱与孔壁的接触正压力、钻柱轴力、钻柱剪力等。 在理论研究的基础上,通过参数化与命令流,使用有限元分析软件ANSYS直接建立了深部地质钻探的钻柱有限元仿真模型。并进一步对建立的钻柱仿真模型进行了静力学分析、模态分析、谐响应分析与屈曲分析。分析期间主要对以下几个方面进行了研究:扭矩对钻柱应力分布的影响、钻探深度对不同振动形式(纵向振动、扭转振动、横向振动)的钻柱固有频率的影响、钻柱变形对周期载荷的部分频率响应以及钻柱屈曲形态下应力与深度的变化关系。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈祖锡;水平井中钻柱与井壁之间的摩阻计算[J];力学与实践;1997年04期
2 杨东全;钻柱下部组合的数值分析[J];暨南大学学报;2005年01期
3 高宝奎,高德利;耦合振动对钻柱疲劳的影响[J];石油大学学报(自然科学版);1996年05期
4 刘巨保;间隙元在钻柱接触非线性力学分析中的应用[J];力学与实践;2003年04期
5 杨东全;钻柱静态变形的有限元分析[J];暨南大学学报;2005年01期
6 张学鸿,刘巨保;水平井钻柱接触问题的间隙元法[J];计算力学学报;1992年04期
7 李子丰,马兴瑞,黄文虎;钻柱力学基本方程及其应用[J];力学学报;1995年04期
8 王达,张伟,汤松然;俄罗斯科学深钻技术概况和特点──技术考察系列报道之四[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1995年04期
9 刘延强,吕英民;环空钻柱结构三维非线性分析[J];应用数学和力学;1994年03期
10 刘延强;环空钻柱三维二重非线性动力学问题的研究[J];力学学报;1998年01期
11 刘延强;旋转钻柱环空动力学问题的研究[J];计算力学学报;1993年03期
12 刘巨保,张学鸿,樊显妹;长中半径水平井钻柱接触摩擦阻力分析[J];计算力学学报;1993年03期
13 刘延强,吕英民,于永南;环空大挠度钻柱力学分析的动坐标迭代法及其简化应用[J];计算力学学报;1994年02期
14 汪海阁,李相方,刘希圣;Robertson—Stiff流体管流与环流轴向流动规律研究[J];河南石油;1996年05期
15 刘广志;对中国大陆科学钻探5000m深孔钻探工艺的建议[J];西部探矿工程;2000年03期
16 王珍应,林建,施太和,黄瑞瑶;钻柱振动特性分析与井底岩性识别方法初探[J];钻采工艺;2000年06期
17 刘延强,吕英民;罚函数法在处理钻柱边界约束问题中的应用[J];石油大学学报(自然科学版);1993年02期
18 朱才朝,谢永春,伍奎,刘清友;钻机系统故障智能诊断方法[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年10期
19 刘延强,周书敬;用牛顿-拉裴逊法分析环空大挠度钻柱问题[J];工程力学;1994年04期
20 姚恒申,江晓涛,刘清友;石油钻井钻头钻柱的纵向振动受力分析[J];数理统计与应用概率;1998年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王晓阳;张青峰;焦永树;;波动钻压激励下斜井段钻柱运动的数值模拟[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
2 吴泽兵;罗宇义;郑兴华;;钻柱扭转振动计算机仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
3 朱润;隋允康;;斜井中钻柱复杂运动的数值模拟[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
4 嵇国华;;非开挖定向钻水平穿越钻柱与井壁切点位置分析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
5 吴何珍;葛洪魁;;基于Goupillaud模型的钻柱波信号特征模拟研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
6 李丽娟;张娜;张青峰;焦永树;;铅垂井段两端固支钻柱屈曲的理论与数值分析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
7 李子丰;李敬元;;油气井杆管柱动力学基本方程及应用[A];中国石油石化工程技术和物装手册(第一分册)[C];2003年
8 史玉才;;下部钻柱涡动规律研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
9 蔡宗熙;马驰;焦永树;;定向井中钻柱的受力与变形分析[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2004年
10 姚志刚;张伟;张君华;;柔性旋转梁的非线性动力学分析[A];The 5th 全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩春杰;深水平台钻井钻柱耦合振动及模拟分析[D];大庆石油学院;2010年
2 闫向宏;随钻测井声波传输特性数值模拟研究[D];中国石油大学;2010年
3 谈梅兰;三维曲井内钻柱的双重非线性静力有限元法[D];南京航空航天大学;2005年
4 刘峰;定向井中钻柱非线性稳定性分析[D];南京航空航天大学;2005年
5 甘立飞;直井和曲井内管柱非线性稳定性分析[D];南京航空航天大学;2008年
6 夏焱;随钻扩眼工具结构及与之相匹配的钻具组合设计方法研究[D];中国石油大学;2007年
7 廖辉;超深水超深钻井作业钻柱三维运动补偿系统的研究[D];广东工业大学;2011年
8 王林飞;随钻地震勘探关键技术研究[D];中国海洋大学;2009年
9 胡以宝;基于实际井眼轨迹的钻柱动力学特性有限元分析[D];上海大学;2011年
10 姚建林;气体钻井环空流场分析及岩屑对管柱的冲蚀特性研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜英健;超深井中钻柱横向振动特性分析[D];中国地质大学(北京);2011年
2 陈洪岩;地质钻探钻柱功率传递规律模拟实验系统设计与研建[D];中国地质大学(北京);2011年
3 魏振;三高气田钻柱设计[D];中国石油大学;2011年
4 周学芹;钻井井下钻柱振动特性分析及减振技术研究[D];大庆石油学院;2010年
5 王雪刚;钻柱非线性耦合振动模型研究[D];东北石油大学;2012年
6 吴晔;深部地质钻探钻柱失稳行为研究[D];中国地质大学(北京);2014年
7 徐李甲;石油钻井过程故障仿真及控制技术研究[D];西安石油大学;2010年
8 张冰冰;超深井条件下钻柱使用深度极限的研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 付雷;基于浑沌理论的钻柱横扭耦合动力学特性分析[D];中国石油大学;2011年
10 迟立宾;水平井钻柱固液耦合横向振动分析[D];东北石油大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 朱建国;浅谈钻杆检测分级管理[N];中国石油报;2003年
2 孟洪喜;抓安全不可忽视“细节”[N];解放军报;2004年
3 佘伟军 李杰;为石油管工程事业忠诚奉献[N];科技日报;2006年
4 李琛;钻井震击器技术浅谈[N];中国石油报;2006年
5 本报记者 刘祥飞;周英操:钻井难题攻克者[N];中国石油报;2003年
6 李雪林;一个小弯角节省1.8亿元[N];文汇报;2007年
7 记者 郑干臣通讯员 秦小成;河南油田成功实施油井套管钻井技术[N];中国石化报;2007年
8 本报记者 张晓波;小井眼钻井春暖花开[N];中国石化报;2008年
9 记者 赵龙;钻三钻出新纪录[N];大庆日报;2010年
10 中国石油天然气集团公司管材研究所党委书记、所长 杨龙;全力打造一流高科技企业[N];中国石油报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978