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工程力学 1998年第4期15卷 18-24页

作者：刘凤梧徐秉业高德利清华大学工程力学系北京100084 石油大学石油工程系北京100083

井眼中管往的屈曲，将会使钻井、采油生产等作业难以顺利进行，弄清管柱屈曲后的特性对石油工程有重要的实际意义。本文首先建立了受横向约束的管往在轴向载荷和扭矩的作用下的屈曲平衡方程；并对所得四阶非线性常微分方程进行了分析、... 详细信息

井眼中管往的屈曲，将会使钻井、采油生产等作业难以顺利进行，弄清管柱屈曲后的特性对石油工程有重要的实际意义。本文首先建立了受横向约束的管往在轴向载荷和扭矩的作用下的屈曲平衡方程；并对所得四阶非线性常微分方程进行了分析、求解。结果表明，在特定边界条件下，受压扭组合作用的管柱屈曲构形为精确的圆柱螺旋线；并进而得到了管柱屈曲变形与载荷之间的解析关系；本文结果退化后与文献所得结果一致；最后讨论了管柱所受扭矩对螺旋屈曲行为的影响和扭矩对螺旋旋向的影响。

关键词：管柱压扭组合螺旋屈曲后屈曲

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水平圆管中受压扭作用管桩屈曲后的解析解

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力学学报 1999年第2期31卷 238-242页

作者：刘凤梧徐秉业高德利清华大学工程力学系北京100084 石油大学石油工程系北京100083

首先建立了考虑自重、受水平圆管约束的管柱在压担组合作用下的屈曲方程：此方程为四阶强非线性常微分方程，难以直接精确求解；通过管柱的正弦屈由分析，找到了方程中的小参数；利用小参数摄动法求解了强非线性屈曲方程，得到了管柱螺... 详细信息

首先建立了考虑自重、受水平圆管约束的管柱在压担组合作用下的屈曲方程：此方程为四阶强非线性常微分方程，难以直接精确求解；通过管柱的正弦屈由分析，找到了方程中的小参数；利用小参数摄动法求解了强非线性屈曲方程，得到了管柱螺旋屈曲后的实际屈曲构形解析解，由此可进一步得到管柱发生螺旋屈曲的临界载荷；所得解析结果与数值计算结果及本文结果退化后与文献中的相关结果比较都有良好的一致性．

关键词：管柱压扭组合屈曲后屈曲解析解油井

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直井中抽油杆柱的后屈曲分析

直井中抽油杆柱的后屈曲分析

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作者：周春苹哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

受井眼横向约束管柱的屈曲是油气井工程的关键问题之一。严重的管柱屈曲会引起油管、钻柱的破坏，套管和油管的磨损，钻进时摩阻的增加等等一系列的危害。由于管柱的横向变形受到约束，管柱初始屈曲后将会经历正弦屈曲状态、向螺旋屈曲... 详细信息

受井眼横向约束管柱的屈曲是油气井工程的关键问题之一。严重的管柱屈曲会引起油管、钻柱的破坏，套管和油管的磨损，钻进时摩阻的增加等等一系列的危害。由于管柱的横向变形受到约束，管柱初始屈曲后将会经历正弦屈曲状态、向螺旋屈曲转化和螺旋屈曲状态，直至最后锁死，它的后屈曲行为十分复杂。本文研究了在压扭组合作用下的有重抽油杆柱的螺旋后屈曲现象。给出受压扭组合作用管柱的非线性屈曲方程，分析了受直圆管约束的有重管柱的后屈曲行为。利用能量变分原理和平衡法得到了直圆管中有重管柱在轴向载荷和扭矩共同作用下的屈曲平衡方程，并对所得四阶强非线性常微分方程进行分析、求解，得到了屈曲方程的解析解，其解析解表示了管柱的实际屈曲构型。结果表明，受压扭组合作用的有重管柱的屈曲构型为上疏下密的螺旋曲线。同时得到了屈曲微分方程相应的自然边界条件、管柱与约束管壁间接触力的方程以及两端仅受压力作用的有重管柱的临界力公式。并结合接触力最小值为零的条件，验证了受直圆管约束的有重管柱的螺旋屈曲状态为可能存在的稳定平衡状态。本文还分析了实际工程中和实验中常用的端部边界约束条件—悬空固支端部边界对有重管柱螺旋屈曲的影响。将管柱分为在端部边界附近的空间梁柱段和与约束管壁连续接触的屈曲构型段。结合空间梁柱段微分方程并考虑管柱的端部边界条件和连续条件，得到了屈曲管柱变形的解析解。在此基础上求得了管柱的内力。将所得结果与文献中结果进行对比，分析了误差产生的原因。

关键词：后屈曲压扭组合螺旋屈曲非线性微分方程固支端部边界条件

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BTA深孔钻削刀具系统特性研究

BTA深孔钻削刀具系统特性研究

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作者：李春蕊西安理工大学

学位级别：硕士

本文分析了BTA钻削的工作原理和钻削过程的特点,根据深孔加工中断屑和排屑障碍的问题,分别从内排屑深孔钻的分屑、断屑和导向条等方面进行了详细的讨论。为保证顺利排屑,对切屑液的流动性也进行了分析和选择。对合理配置导向块的位置和... 详细信息

本文分析了BTA钻削的工作原理和钻削过程的特点,根据深孔加工中断屑和排屑障碍的问题,分别从内排屑深孔钻的分屑、断屑和导向条等方面进行了详细的讨论。为保证顺利排屑,对切屑液的流动性也进行了分析和选择。对合理配置导向块的位置和形状,进行了详细的分析和设计。对深孔加工刀杆的屈曲行为进行了分析,通过静力平衡法得到无重刀杆受已加工表面约束在压扭组合作用下的屈曲微分方程,证明了均匀螺旋线确实为无重刀杆受已加工表面约束在压扭组合作用下的刀杆屈曲方程的精确解。通过能量变分原理得到了欧拉方程及相应的自然边界条件,所得欧拉方程使我们判断直接能量法等所得近似结果的精度成为可能。分析了影响深孔加工精度的主要因素,对孔中心线偏斜问题的机理进行了探讨,建立了刀杆的力学模型,通过理论分析得出了深孔偏斜的偏斜量。通过深孔加工专用机床的实验,对比可以发现孔偏斜量的实际测量值和计算值比较一致,说明理论分析是正确的。对支承不重合对孔偏斜的影响也进行了理论分析和实验验证,并提出了相应的一系列措施。采用有限元分析软件ANSYS进行了刀杆的模态分析,建立了有限元模型,划分了有限元的网格,分析刀杆加工过程的非线性。把有限元仿真结果和实验结果做了对比和分析,得出液体和刀杆和孔壁的非线性接触对于刀杆的偏斜具有重要影响。

关键词： BTA深孔钻刀具系统孔中心偏斜钻削精度压扭组合

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