二維定向井內(nèi)鉆柱的動力學(xué)特性研究.pdf

1、本文以減少鉆柱失效、提高鉆進效率為目標(biāo)，應(yīng)用有限元方法，針對二維定向井中的整體鉆柱開展了雙重非線性動力學(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)對井眼軸線的測量數(shù)據(jù)進行插值，并根據(jù)曲率半徑法計算得到各插值點的坐標(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，并將其作為動力學(xué)計算分析的初始條件。通過算例與解析解的比較，驗證了計

2、算方法和程序的正確性。 再次，使用有限元結(jié)點迭代法，研究了定向井中全井鉆柱的動力學(xué)特性，并編制了二維定向井中鉆柱動力學(xué)特性的計算程序。 最后，運用計算程序，計算得到二維定向井中整體鉆柱的變形、渦動速度和應(yīng)力分布特征。同時，分析了轉(zhuǎn)速和鉆壓對鉆柱動力學(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，可以進一步了解定向井中整體鉆柱的渦動、動態(tài)變形和應(yīng)力等動力學(xué)特性，也可以為現(xiàn)場技術(shù)人