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斜直井眼中钻柱横向动态运动非线性模型研究

振动与冲击 2017年第24期36卷 1-6页

作者：刘永升高德利王镇全刘奎中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249

由于缺乏对钻柱在斜井或水平井中运动规律清楚的认识,故无法采取有效措施避免钻柱的非正常磨损以及由于钻柱偏磨导致的钻杆磨穿问题。基于Lagrange动力学普遍方程,综合考虑了钻柱的黏滑运动、横向及扭转变形以及钻井液阻尼的影响,建立... 详细信息

由于缺乏对钻柱在斜井或水平井中运动规律清楚的认识,故无法采取有效措施避免钻柱的非正常磨损以及由于钻柱偏磨导致的钻杆磨穿问题。基于Lagrange动力学普遍方程,综合考虑了钻柱的黏滑运动、横向及扭转变形以及钻井液阻尼的影响,建立了斜直井中钻柱非规则运动的4自由度非线性动态模型。针对不同井斜角条件下钻柱运动的数值研究表明:当井斜角为90°时,钻柱将会沿着自身旋转方向约30°扇形域的井壁蠕动,并且由于摩阻扭矩的集聚-释放,伴随随机的黏滑和翻滚。随着井斜角的减小,局部的摩擦翻滚幅度增加并逐渐扩展成为整个井眼内的带有随机碰撞的回旋运动。该模型有助于更好地认识定向井作业中钻柱的井下工况,为有效实施减弱钻柱磨损和预防钻杆磨穿的举措提供理论指导。

关键词：管柱力学非线性动力学模型黏滑翻滚斜直井

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斜直井段套管-水泥环组合系统受力特性分析

中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第3期38卷 57-60页

作者：王宴滨高德利房军中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249

为分析斜直井条件下套管-水泥环-地层组合系统的受力特性,将地层主应力通过坐标变换转换到井眼轴线与垂直于井眼轴线平面所确定的坐标系上,将变换后的应力张量进行分解,得到3个新的应力张量,以3个新应力张量为边界条件建立相应的线性方... 详细信息

为分析斜直井条件下套管-水泥环-地层组合系统的受力特性,将地层主应力通过坐标变换转换到井眼轴线与垂直于井眼轴线平面所确定的坐标系上,将变换后的应力张量进行分解,得到3个新的应力张量,以3个新应力张量为边界条件建立相应的线性方程组,并计算地层主应力3种条件下斜直井中系统各接触表面的应力分布,对比不同井斜角条件下的应力分布规律。结果表明:地层3个主应力大小关系不同时得到的斜直井下套管-水泥环界面的径向接触应力随井斜角的变化规律不同,在某些地层下水平井的套管抗外挤能力大于同等条件下直井的套管抗外挤能力,而在另一些地层下直井的套管抗外挤能力大于同等条件下水平井的套管抗外挤能力。

关键词：斜直井坐标变换套管-水泥环应力分布井斜角

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斜直井内钻柱非线性屈曲的数值研究

石油学报 2010年第6期31卷 1027-1030页

作者：谈梅兰董经鲁江苏大学力学与工程科学系江苏镇江212013

斜直井内计重柔性钻柱的非线性屈曲属于强非线性问题研究的范畴。鉴于Newton-Raphson法一般只对弱非线性有效,难以满足工程实际对计算精度及可靠性的要求,用圆柱坐标系表示的钻柱屈曲四阶非线性平衡微分方程可以用微分求积单元法直接进... 详细信息

斜直井内计重柔性钻柱的非线性屈曲属于强非线性问题研究的范畴。鉴于Newton-Raphson法一般只对弱非线性有效,难以满足工程实际对计算精度及可靠性的要求,用圆柱坐标系表示的钻柱屈曲四阶非线性平衡微分方程可以用微分求积单元法直接进行数值求解,结合DQ单元,用弧长法构建了增量迭代法。用两个工程实例验证了方法的有效性。数值结果表明,DQ单元法克服了有限单元法在处理钻柱自重方面的困难,提高了解的精度。基于DQ单元的弧长迭代法,方法简单,易于实施,收敛性好,能准确地捕捉到螺旋屈曲的临界载荷。因此,可方便地用于求解斜直井内钻柱的非线性屈曲问题。

关键词：非线性屈曲弧长法 DQ单元法斜直井非线性微分方程

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斜直井中钻柱螺旋屈曲的非线性有限元分析

南京航空航天大学学报 2004年第1期36卷 62-66页

作者：刘峰王鑫伟周宏南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

建立了斜直井中有重钻柱螺旋屈曲非线性有限元分析方法 ,提出了对重力相关项的处理方法 ,在力学模型中考虑了重力、扭矩和井斜角对临界载荷的影响 ,并将计算结果与理论分析做了比较。分析结果表明 ,本文建立的有重钻柱螺旋屈曲非线性有... 详细信息

建立了斜直井中有重钻柱螺旋屈曲非线性有限元分析方法 ,提出了对重力相关项的处理方法 ,在力学模型中考虑了重力、扭矩和井斜角对临界载荷的影响 ,并将计算结果与理论分析做了比较。分析结果表明 ,本文建立的有重钻柱螺旋屈曲非线性有限元分析方法是正确的 ,在相同条件下钻柱螺旋屈曲临界载荷随井斜角增大而增大 ,且呈非线性 ;临界载荷随扭矩增大而减小 ,且井斜角较大时减小幅度较大 ;

关键词：斜直井钻柱螺旋屈曲有限元分析非线性分析力学分析定向井

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斜直井中考虑摩擦时钻柱的正弦屈曲分析

中国机械工程 2006年第S2期17卷 17-20页

作者：甘立飞王鑫伟刘峰南京航空航天大学南京210016 中国民航飞行学院广汉618307

提出了在斜直井中钻柱正弦屈曲分析时对摩擦阻力的处理方法,给出了考虑摩擦阻力时的屈曲平衡方程,建立了相应的微分求积法列式,用微分求积法时平衡方程直接求解。在力学模型中考虑了摩擦因数、重力线密度、钻柱长度和井斜角对临界载荷... 详细信息

提出了在斜直井中钻柱正弦屈曲分析时对摩擦阻力的处理方法,给出了考虑摩擦阻力时的屈曲平衡方程,建立了相应的微分求积法列式,用微分求积法时平衡方程直接求解。在力学模型中考虑了摩擦因数、重力线密度、钻柱长度和井斜角对临界载荷的影响,并将数值计算结果与实验数据进行了比较。分析表明,提出的在钻柱正弦屈曲分析时对摩擦阻力的处理方法是正确有效的,能够为实验结果提供理论分析基础;在同等条件下,钻柱正弦屈曲临界载荷随摩擦因数的增加而增大;钻柱越长,摩擦阻力对临界载荷的影响越大,在一定程度上,摩擦可以增加钻柱的稳定性。

关键词：斜直井钻柱摩擦阻力正弦屈曲微分求积法

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斜直井调剖工艺管柱研究和应用

钻采工艺 2005年第6期28卷 69-71页

作者：陈俊国杨战鹏姬建国袁彬刘苓丁阳河南油田分公司石油工程技术院河南油田分公司采油一厂

针对部分斜直井在调剖时,经常出现不密封、管柱蠕动和不能验封等问题,研制出一种防蠕动、密封性能好、可验封的新型斜直井调剖管柱。这种管柱设计和配套了洗井强制关闭机构、高性能扶正器、液压水力锚,应用和改进双压力计验封等新方法,... 详细信息

针对部分斜直井在调剖时,经常出现不密封、管柱蠕动和不能验封等问题,研制出一种防蠕动、密封性能好、可验封的新型斜直井调剖管柱。这种管柱设计和配套了洗井强制关闭机构、高性能扶正器、液压水力锚,应用和改进双压力计验封等新方法,介绍了调剖工艺管柱、主要配套工具(可洗井封隔器和捞杆式连通器)的结构组成、工作原理及现场应用。现场施工3口井,工艺成功率100%,满足了斜直井调剖的现场需要。

关键词：斜直井调剖管柱结构原理应用

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斜直井有杆泵机械式游动阀的研究

大庆石油学院学报 1995年第4期19卷 84-87页

作者：赵洪激刘玉泉李长勋大庆采油五厂

分析了常规有杆深井泵在斜井中存在的问题，其中泵阀是最易损坏的部件。提出了一种适用于斜井采油的机械式游动阀的新型结构，论述了这种阀的工作原理，讨论了游动问连杆截面积和阀堵运动距离对泵阀工作的影响，在游动用连杆受力分析的... 详细信息

分析了常规有杆深井泵在斜井中存在的问题，其中泵阀是最易损坏的部件。提出了一种适用于斜井采油的机械式游动阀的新型结构，论述了这种阀的工作原理，讨论了游动问连杆截面积和阀堵运动距离对泵阀工作的影响，在游动用连杆受力分析的基础上，给出了最小游动阀连杆截面积和最小阀堵运动距离的计算方法。计算实例表明，在泵径一定的条件下，游动阀连杆直径与抽油杆柱长，井斜角关系较大，而与其它量关系很小。

关键词：斜直井有杆泵游动阀结构设计深井泵采油泵