二維定向井內(nèi)鉆柱的動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、本文以減少鉆柱失效、提高鉆進(jìn)效率為目標(biāo)，應(yīng)用有限元方法，針對(duì)二維定向井中的整體鉆柱開展了雙重非線性動(dòng)力學(xué)特性研究。 首先，假設(shè)鉆柱的參考構(gòu)形和井H艮軸線重合，構(gòu)造新的插值函數(shù)對(duì)井眼軸線的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，并根據(jù)曲率半徑法計(jì)算得到各插值點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，從而確定了鉆柱的參考構(gòu)形。 其次，結(jié)合直梁模型和曲梁模型，計(jì)算了靜力學(xué)條件下二維定向井全井鉆柱的變形和內(nèi)力，并將其作為動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析的初始條件。通過算例與解析解的比較，驗(yàn)證了計(jì)

2、算方法和程序的正確性。 再次，使用有限元結(jié)點(diǎn)迭代法，研究了定向井中全井鉆柱的動(dòng)力學(xué)特性，并編制了二維定向井中鉆柱動(dòng)力學(xué)特性的計(jì)算程序。 最后，運(yùn)用計(jì)算程序，計(jì)算得到二維定向井中整體鉆柱的變形、渦動(dòng)速度和應(yīng)力分布特征。同時(shí)，分析了轉(zhuǎn)速和鉆壓對(duì)鉆柱動(dòng)力學(xué)特性的影響，得到了鉆柱變形、應(yīng)力分布隨轉(zhuǎn)速、鉆壓的變化規(guī)律。 通過本文的研究工作，可以進(jìn)一步了解定向井中整體鉆柱的渦動(dòng)、動(dòng)態(tài)變形和應(yīng)力等動(dòng)力學(xué)特性，也可以為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人