斜直井內(nèi)管柱非線性屈曲的弧長(zhǎng)法.pdf

1、管柱的穩(wěn)定性直接關(guān)系到鉆井的成敗,因此石油鉆采工程要求對(duì)管柱的屈曲行為有較為準(zhǔn)確的了解,以此來優(yōu)化鉆井設(shè)計(jì),降低鉆探成本。
　　 本文首先分析了井內(nèi)管柱屈曲問題的研究現(xiàn)狀,在深入了解和總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上給出了本文的研究?jī)?nèi)容。然后,引入了斜直井內(nèi)管柱非線性平衡微分方程,并依據(jù)變分法的基本理論推導(dǎo)了與平衡微分方程對(duì)應(yīng)的能量泛函及端部自然邊界條件?；谖⒎智蠓e(Differential Quadrature,DQ)單元法,構(gòu)建了

2、井內(nèi)管柱的微分求積單元,介紹了DQ單元法結(jié)構(gòu)剛度矩陣的集成方法。用弧長(zhǎng)法構(gòu)建的迭代法對(duì)斜直井內(nèi)管柱的非線性后屈曲進(jìn)行了分析。基于DQ單元法和弧長(zhǎng)法編寫了分析斜直井內(nèi)管柱非線性后屈曲問題的FORTRAN程序。通過對(duì)工程實(shí)例的數(shù)值研究發(fā)現(xiàn),數(shù)值方法可以分析各種端部約束條件下的非線性屈曲；DQ單元法克服了有限元法在處理管柱自重上的困難；基于DQ單元的弧長(zhǎng)法,方法簡(jiǎn)單,易于實(shí)施,收斂性好,有效地改善了解的精度,能準(zhǔn)確地捕捉到螺旋屈曲的臨界載荷。