鉆柱
- 水平井鉆柱系統(tǒng)動力學特性分析模型的建立*
的應(yīng)用日益廣泛，鉆柱失效問題也日益突出。因此，鉆井工程中急需了解鉆柱在井下的運動狀態(tài)，以進行鉆柱的動力學特性方面的研究[1-2]。水平井是從垂直井段轉(zhuǎn)變?yōu)樗骄?，鉆井施工難度較大。鉆柱具有很大的長細比，其動力學特性的研究十分困難[3-4]。鉆具組合優(yōu)化、鉆井參數(shù)優(yōu)選等一系列問題可通過鉆柱動力學來解決[5]。美國Tulsa大學的M.W.DYKSTRA[6]借鑒其他領(lǐng)域中解決轉(zhuǎn)子動力學問題的方法來研究鉆柱并完成了“非線性鉆柱動力學”。毛良杰等[7]基于鉆柱動
石油機械 2023年11期2023-12-04
- 鉆進深度對煤礦水平井鉆柱振動特性的影響
平井鉆進過程中,鉆柱同時受到重力、軸向力、扭矩、井壁摩擦力等作用力,易誘發(fā)縱向、橫向和扭轉(zhuǎn)振動[2],鉆柱的耦合振動是導致鉆柱,特別是底部鉆具失效、鉆進效率低的主要原因之一[3-4]。鉆柱的托壓效應(yīng)是指鉆柱與井眼底邊形成接觸(或托底)而無法有效施加鉆壓的現(xiàn)象。與豎直井相比,隨著鉆進深度增加,水平井鉆柱在重力作用下與井壁產(chǎn)生復(fù)雜的碰撞接觸,由此產(chǎn)生的托壓效應(yīng)[5-6]更加顯著,這對鉆柱耦合振動特性影響明顯。因此,研究水平井鉆柱鉆進過程中的振動特性具有重要的工
重慶大學學報 2023年2期2023-04-07
- 井下鉆柱系統(tǒng)的振動與調(diào)控特性研究*
)0 引 言井下鉆柱系統(tǒng)黏滑振動是一種鉆頭黏滯、滑動、再黏滯、再滑動的往復(fù)性振動形式。在黏滯階段，鉆頭停止轉(zhuǎn)動而鉆柱在轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動下繼續(xù)扭轉(zhuǎn)，當鉆柱積聚的能量足以克服鉆頭處的摩阻力時，黏滯的鉆頭滑脫；在滑脫階段，鉆柱積聚的能量瞬間釋放，鉆頭在正反方向突然加速或減速。在黏滑振動中，線性扭矩負載和摩阻負載的共同作用是黏滑振動產(chǎn)生的主要原因。近年來，國內(nèi)外對鉆柱黏滑振動的研究越來越多。在抑制黏滑振動領(lǐng)域，B.R.DUDLEY等[1]首次提出在一定的摩擦和速度條件下
石油機械 2022年10期2022-11-05
- 基于動力松弛法的含鉸柔性鉆柱接觸力學分析
轉(zhuǎn)化，又涉及柔性鉆柱與外管之間的隨機多向接觸。 為此，筆者開展了外管內(nèi)含鉸柔性鉆柱接觸非線性問題研究。1 力學模型含鉸柔性鉆井工具如圖1所示。 單節(jié)柔性鉆柱結(jié)構(gòu)如圖2所示，由圖2可知，球頭柱鍵位于上球桿凹槽內(nèi)，構(gòu)成萬向鉸接結(jié)構(gòu)，凹槽和球頭柱鍵的尺寸決定了柔性鉆柱兩節(jié)之間的相對轉(zhuǎn)角。圖1 含鉸柔性鉆井工具圖2 單節(jié)柔性鉆柱結(jié)構(gòu)示意圖假設(shè)條件：a. 將柔性鉆柱各部件簡化為相應(yīng)截面的梁；b. 將上球座、球頭柱鍵和下球桿的連接簡化為萬向節(jié)連接（相對轉(zhuǎn)動度數(shù)可控）；
化工機械 2022年4期2022-09-02
- 深水無隔水管鉆井鉆柱三維振動響應(yīng)特性研究*
術(shù)不采用常規(guī)海洋鉆柱隔水管系統(tǒng)，可降低鉆井成本，但使鉆柱系統(tǒng)面臨了更多的挑戰(zhàn)[2-3]。在無隔水管鉆井過程中，海水段鉆柱系統(tǒng)受到外部海洋載荷、頂部轉(zhuǎn)盤扭矩以及底部鉆頭-地層作用力影響，極易發(fā)生縱-橫-扭三個方向的振動，導致鉆柱發(fā)生強度降低、磨損及疲勞失效。為此，亟需開展無隔水管鉆井鉆柱振動問題研究。早期鉆柱研究主要集中于陸地常規(guī)鉆柱振動，建立了鉆柱系統(tǒng)縱向受迫振動模型[4-6]。高寶奎等[7]研究了鉆柱的橫向振動機理，發(fā)現(xiàn)底部鉆具組合發(fā)生屈曲是鉆柱橫向振動
石油機械 2022年5期2022-05-10
- 大慶油田致密油平臺三維水平井鉆柱摩阻分析
相對于二維水平井鉆柱所受摩阻扭矩大，托壓現(xiàn)象更嚴重［3］，水平井延伸長度受到限制，甚至出現(xiàn)無法鉆達目的井深，被迫提前完鉆的情況，制約著致密油平臺的開發(fā)。通過分析三維水平井鉆柱摩阻規(guī)律，提出解決摩阻過大問題的針對性措施，以提高水平井延伸極限。1 平臺水平井鉆井施工難點平臺水平井將靶區(qū)距離較近井的井口采用平臺式分布，將原本為二維井的井口移動至統(tǒng)一平臺，這樣就增加了造斜段長度，而且軌道中出現(xiàn)三維扭方位井段。如圖1所示，以靶前距300 m的二維水平井為例，將井口移
石油鉆采工藝 2022年5期2022-04-13
- 基于應(yīng)力剛化效應(yīng)的直井鉆柱橫向振動分析
，430223)鉆柱是鉆井設(shè)備的核心部件，其受地面設(shè)備驅(qū)動，在充滿液體或氣體的狹長井眼中轉(zhuǎn)動，帶動鉆頭破碎井底巖石并形成井筒。鉆柱在井眼中的運動狀態(tài)是鉆柱、鉆井液與井壁或井底相互作用的結(jié)果。在鉆井過程中，每段鉆柱都有各自的固有振動頻率，當鉆柱受迫振動頻率與鉆柱固有振動頻率重合時就會發(fā)生共振[1]。鉆柱失效除了因為鉆具本身的質(zhì)量問題之外，還有一個重要原因是鉆柱振動導致的鉆具疲勞失效[2]，而鉆柱的橫向振動是導致鉆柱磨損和疲勞破壞的主要因素。鉆柱的橫向振動一直
武漢科技大學學報 2022年2期2022-01-14
- 修井鉆磨渦動鉆柱誘發(fā)套管磨損程度分析*
量偏心或共振會使鉆柱振動。鉆柱振動主要包括橫向振動、縱向振動以及扭轉(zhuǎn)振動，其中橫向振動是鉆柱渦動的主要原因。鉆柱渦動是指鉆柱在鉆進時偏離井筒軸線，發(fā)生繞軸線的不規(guī)則公轉(zhuǎn)運動，當鉆柱公轉(zhuǎn)半徑大于鉆柱與套管的單邊環(huán)空間隙時，鉆柱會與套管內(nèi)壁接觸，對套管造成磨損，磨損主要以沖擊磨損和滑動磨損為主。鉆柱橫向振動對井壁造成的沖擊，會使套管內(nèi)壁發(fā)生變形。此外，鉆柱沿套管內(nèi)壁周向滾動時，也會對套管造成磨損，導致其強度降低，影響其使用壽命，磨損嚴重時還會導致井下事故的發(fā)生
石油機械 2021年12期2021-12-13
- 基于鉆柱屈曲的大位移井套管磨損預(yù)測模型
長,狗腿度嚴重,鉆柱摩阻扭矩大等原因,套管的磨損問題十分嚴重[1-5]。目前現(xiàn)場實測的大位移井套管磨損深度普遍比通用模型計算出的磨損深度大,甚至很多大位移井出現(xiàn)了套管磨穿的現(xiàn)象。許多學者建立了大位移井套管磨損預(yù)測模型[1-3,6-8]。這些模型相較于傳統(tǒng)的套管磨損模型,考慮了鉆柱的剛度以及由于鉆柱屈曲所導致的附加載荷等因素。在大位移井的鉆井過程中,鉆柱容易發(fā)生屈曲變形[9-17],前人的大位移井套管磨損預(yù)測模型只考慮了鉆柱屈曲所引起的附加載荷[1-3]以及
中國石油大學學報（自然科學版） 2021年5期2021-11-12
- 考慮扭矩影響的彎曲井眼內(nèi)鉆柱屈曲特性分析
言在石油工程中，鉆柱是十分重要的井下工具，其屈曲行為對鉆完井、測井等工程作業(yè)有著重要影響。鉆柱屈曲是復(fù)雜的多次變形非線性力學問題，當鉆柱發(fā)生屈曲后，其構(gòu)型會隨軸向載荷增加而變化；同時，隨著鉆柱軸向載荷的增加，鉆柱會發(fā)生“鎖死”，導致鉆壓傳遞困難、鉆柱疲勞破壞等井下復(fù)雜情況。隨著水平井、大位移井、多分支井等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，彎曲井眼內(nèi)的鉆柱屈曲問題日益嚴重，亟需得到解決。由于鉆井過程中鉆柱受力復(fù)雜，影響鉆柱屈曲特性的因素眾多，不同情況下對應(yīng)的屈曲臨界載荷也會不
西南石油大學學報(自然科學版) 2021年4期2021-10-28
- 井下段鉆柱耦合振動及鉆井液壓力分析*
頭與地層接觸時，鉆柱系統(tǒng)會同時受到橫向、縱向和扭轉(zhuǎn)振動的干擾，這嚴重影響鉆柱和井下設(shè)備的使用壽命。產(chǎn)生這些振動的原因包括井筒內(nèi)壁和鉆柱以及鉆頭和地層界面的沖擊和摩擦、鉆鋌段的不平衡、偏心或初始曲率、各種線性或非線性共振等。這些振動通常比較復(fù)雜，并且同時發(fā)生[1-2]。R.DAWSON等[3]和牟海維等[4]系統(tǒng)研究了鉆柱的黏滑振動，并證明只能用非線性摩擦力解釋黏滑現(xiàn)象。況雨春等[5]建立了鉆頭和鉆柱扭轉(zhuǎn)振動仿真模型，得到了鉆頭處扭矩的變化規(guī)律，但沒有考慮波
石油機械 2021年7期2021-07-12
- 摩阻扭矩裝置鉆柱穩(wěn)定性分析及可視化應(yīng)用*
術(shù)中通常采用柔性鉆柱進行作業(yè)，因此水平井段的細長鉆桿將會受到很大的鉆壓作用，鉆柱是否穩(wěn)定直接決定了定向井鉆井的成敗[5]。實際鉆井中如果不能很好地調(diào)整鉆井參數(shù)保證鉆柱穩(wěn)定，將會使鉆柱系統(tǒng)與井壁間摩阻扭矩過大，而不穩(wěn)定的鉆柱系統(tǒng)會產(chǎn)生嚴重的屈曲行為，劇烈接觸下的鉆柱屈曲甚至會導致鉆柱“鎖死”，加重鉆柱在劇烈震動下的磨損，在這種疲勞累積工況下極易發(fā)生鉆具失效，造成卡鉆等鉆井事故[6]。因此，有必要對水平井段鉆柱的屈曲問題進行研究。目前，國內(nèi)外學者在鉆柱摩阻扭矩
石油機械 2021年3期2021-03-22
- 基于機械系統(tǒng)動力學自動分析水平井鉆柱-井壁接觸仿真分析水平井鉆柱-井壁接觸仿真分析
[4]等因素造成鉆柱系統(tǒng)與井壁接觸狀態(tài)復(fù)雜多變，接觸狀態(tài)又直接影響鉆柱在鉆進過程中的摩阻扭矩，從而影響水平井的延伸極限[5-6]。因而，能較準確、全面地描述全井鉆柱系統(tǒng)與井壁的接觸狀態(tài)是保證鉆柱摩阻扭矩分析結(jié)果可靠的前提。為此，中外學者分別使用不同方法進行了大量研究。Johancsik等[7]提出了預(yù)測摩阻扭矩的軟桿模型，假設(shè)鉆柱與井壁連續(xù)接觸并給出接觸力的計算公式。祝效華等[8]采用時間歷程形函數(shù)法構(gòu)造了鉆柱與井壁的動態(tài)邊界，并驗證了可靠性。劉巨保等[9
科學技術(shù)與工程 2020年33期2020-12-29
- 基于升沉補償?shù)?span id="j5i0abt0b" class="hl">鉆柱-采油樹縱向下放安裝研究
油樹在下放過程中鉆柱的橫向力學分析模型，討論了一些基本參數(shù)對鉆柱的應(yīng)力、位移的影響；龔銘煊等［5］根據(jù)安裝工況建立了在采油樹下放安裝過程中鉆桿的力學分析模型，但未考慮升沉補償裝置以及鉆柱的縱向振動；肖易萍等［6］介紹了水下采油樹的發(fā)展、構(gòu)造以及不同類型采油樹的優(yōu)缺點，研究了采油樹下放安裝的步驟與要求；葉永彪等［7］介紹了水下臥式采油樹的結(jié)構(gòu)及采油樹的主流類型，并總結(jié)了水下采油樹采用動態(tài)定位船吊機下放安裝的幾個要點。脫浩虎等［8］用OrcaFlex軟件建立了
工程設(shè)計學報 2020年4期2020-09-29
- 推靠式旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)底部鉆具組合動態(tài)安全評價方法
之增加,致使井下鉆柱處于非線性阻尼激勵的復(fù)雜工作狀態(tài),鉆柱安全面臨著極大挑戰(zhàn)[1-6]。研究表明,鉆柱的疲勞失效是鉆柱最常見的失效形式[7-8],由于鉆柱橫向振動比縱向振動能引起更高的彎曲應(yīng)力,且鉆柱橫向共振較易發(fā)生,最低共振頻率取決于鉆柱的材料性能和鉆井液特性,這使其成為導致鉆柱疲勞失效的最主要因素[9-11];鉆柱的質(zhì)量不平衡加劇了鉆柱的橫向振動,當鉆柱在其固有頻率附近運行時,鉆柱與井壁碰撞摩擦嚴重,最大應(yīng)力峰值可達561 MPa,遠遠超過了普通鉆挺的
中國石油大學學報（自然科學版） 2020年2期2020-04-25
- 反轉(zhuǎn)激發(fā)的以拍形式存在的鉆柱橫向振動
來，最常見的就是鉆柱和鉆頭失效[2]。在鉆井作業(yè)中，鉆柱長期浸泡在鉆井液中，受力形式多樣，從諸多案例來看，鉆柱損壞事故發(fā)生率較高，造成巨大經(jīng)濟損失[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計，中石油下屬公司僅在2007年至2008年就發(fā)生鉆柱失效事件637起。鉆柱作為整個鉆井設(shè)備的關(guān)鍵部分，承擔起下鉆頭、施加鉆壓、傳輸動力等作用。由實際案例可知，鉆柱的振動是造成鉆柱失效的主要原因，井下鉆柱振動形式分為軸向振動、橫向振動和扭轉(zhuǎn)振動[4]。在鉆柱振動研究初期，大部分學者認為軸向振動和
石油礦場機械 2019年6期2019-11-28
- 抑制油氣井鉆柱黏滑振動控制器設(shè)計與應(yīng)用
用于油氣井鉆進的鉆柱系統(tǒng)主要包括位于地上的頂驅(qū)、由許多節(jié)鉆桿連接而成的鉆柱以及井底鉆具組合(Bottom Hole Assembly,BHA)。近年來，鉆柱系統(tǒng)的驅(qū)動主要由頂驅(qū)取代轉(zhuǎn)盤而完成。頂驅(qū)主要包括驅(qū)動電機、減速器等。頂驅(qū)提供了恒定的鉆柱系統(tǒng)扭矩(或者驅(qū)動轉(zhuǎn)速)；鉆柱用于向井底鉆具傳遞驅(qū)動扭矩，同時為鉆井液循環(huán)提供流通通道；井底鉆具組合用于提供轉(zhuǎn)動慣量；位于井底鉆具組合的鉆頭用于鉆探[1-2]。由于鉆柱(鉆桿)橫截面積很小、鉆柱長度可達幾千米導致鉆柱
振動與沖擊 2019年10期2019-10-19
- 大斜度井旋轉(zhuǎn)鉆柱橫向振動規(guī)律比例實驗研究
0)鉆進過程中，鉆柱的橫向振動是導致鉆柱磨損和疲勞破壞等問題的主要因素，容易導致嚴重的井下事故，威脅鉆井作業(yè)安全[1]。自20世紀50年代以來，國內(nèi)外學者開展了大量鉆柱振動特性的研究，通過理論計算、數(shù)值模擬和實際測量等手段，對鉆柱的橫向、縱向及扭轉(zhuǎn)振動進行了分析，得到了諸多具有實際指導意義的研究成果[2-11]。鉆柱振動的研究最初主要集中在直井[12-13]，并逐漸發(fā)展到水平井[14-15]和大位移井[16]。隨著鉆井技術(shù)的進步，大斜度井鉆井技術(shù)已經(jīng)廣泛地
振動與沖擊 2019年9期2019-05-27
- 特深鉆探鉆柱組合優(yōu)化設(shè)計研究
鉆頭及處理事故，鉆柱結(jié)構(gòu)組合設(shè)計的合理性與可靠性是確保工程優(yōu)質(zhì)、高效、安全實施的重要條件，直接關(guān)系著鉆探工程的成敗，是鉆探工程的重要研究內(nèi)容之一。由于鉆柱材料強度的限制和重力的存在，單一規(guī)格常規(guī)鋼制鉆柱許用深度有限，難以滿足大陸萬米特深孔科學鉆探及大洋深水深孔鉆探工程的設(shè)計要求[1-5]。為使鉆柱具有更大的許下深度，在滿足孔身結(jié)構(gòu)和鉆機提升能力的前提下，可采取復(fù)合鉆柱的設(shè)計方法，即減輕下部鉆柱重力或提高上部鉆柱強度[6]。在前蘇聯(lián)科拉科學超深井與聯(lián)邦德國大
鉆探工程 2019年4期2019-05-17
- 深部地質(zhì)取心鉆探鉆柱失效行為分析
取心鉆探工作中，鉆柱是必不可少的一個部分，它是連接鉆井設(shè)備和井底取心工具的重要紐帶，是鉆進工作能否順利進行的關(guān)鍵所在。在深井取心鉆進中，鉆柱具有超細長比的特征，在充滿鉆井液的狹長井眼里做旋轉(zhuǎn)運動，受拉、壓、彎、扭和內(nèi)外鉆井液壓力等復(fù)雜載荷的作用，同時還受到腐蝕、磨損、溫度等的影響，面對如此復(fù)雜的工程服役條件，極易發(fā)生鉆柱失效事故，造成重大的經(jīng)濟損失[1-2]。因此開展深部地質(zhì)鉆探鉆柱失效原因和機理研究，對于提高鉆柱壽命，解決和預(yù)防井下鉆柱失效事故，節(jié)約鉆井
鉆探工程 2018年12期2019-01-18
- 水平井鉆柱動態(tài)摩阻扭矩計算與分析
了實鉆頁巖氣井的鉆柱強度。針對鉆柱摩阻扭矩模型的建立與計算，國內(nèi)外做了大量的研究工作。在1984年由Johansick[11]提出的軟桿模型的基礎(chǔ)上國內(nèi)外研究工作者發(fā)展了定向井摩阻扭矩的計算模型。1988年何華山[12]在大變形理論的基礎(chǔ)上，首次考慮了鉆柱剛度，提出了改進的拉力扭矩模型，隨后，Mitchell和Samuel[13]通過考慮井下鉆柱與井眼的接觸位置，建立了當前較為完善的剛桿模型。1992年李子豐和劉希圣[14]通過研究鉆柱運動狀態(tài)和鉆井液的影
天然氣工業(yè) 2018年8期2018-09-17
- 大斜度井眼中鉆柱運動特性模擬試驗
工程實踐中,由于鉆柱被嚴格限制在狹小的井眼內(nèi),實際鉆進時鉆柱的受力狀態(tài)十分復(fù)雜。為了避免鉆柱的疲勞破壞,減少井下事故的發(fā)生,理清不同工況下鉆柱的運動特性就顯得尤其必要。為此,國內(nèi)外專家學者從數(shù)值模擬[1-6]、現(xiàn)場實測[7-8]和室內(nèi)試驗[9-11]等方面進行了大量的探索,得到了很多重要的研究成果。直井中的鉆柱動力學特性研究開展得相對較早,但隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展,大斜度井、水平井技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于油氣田開發(fā),在提高采收率、增大泄油面積等方面發(fā)揮了重要作用。
中國石油大學學報（自然科學版） 2018年2期2018-05-18
- 水平井鉆柱渦動特性數(shù)值分析與試驗
發(fā)揮了重要作用。鉆柱在旋轉(zhuǎn)鉆井過程中，受井眼的限制，底部鉆柱的動力學特性和運動狀態(tài)變得十分復(fù)雜。浸泡在鉆井液內(nèi)的旋轉(zhuǎn)受壓鉆柱在屈曲和渦動的作用下，容易發(fā)生磨損、疲勞斷裂以及井眼的傾斜。垂直井鉆井過程中，鉆柱存在渦動現(xiàn)象的事實已被接受。這種鉆柱的渦動對鉆井作業(yè)十分不利，尤其是底部鉆柱的反向渦動，會加快鉆柱的磨損，易導致鉆柱提前疲勞破壞。國內(nèi)外學者對底部鉆柱動力學特性進行了研究。JANSEN等[1-2]和 NAGANAWA等[3]根據(jù)非線性轉(zhuǎn)子動力學理論，建立
中國機械工程 2018年6期2018-04-03
- 斜直井眼中鉆柱橫向動態(tài)運動非線性模型研究
102249)鉆柱作為旋轉(zhuǎn)鉆井的關(guān)鍵部件之一，承擔著傳遞地面動力至井底的任務(wù)，同時為鉆井液循環(huán)提供流通通道，它是由一根根特定規(guī)格的鉆桿通過接頭連接而成，鉆桿的公稱直徑小于井眼的直徑，所以鉆柱在鉆壓、扭矩的作用下會發(fā)生受井眼約束的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形，這些變形和位移導致鉆柱運動的復(fù)雜性，會出現(xiàn)自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)等多重耦合非線性運動，運動的不確定性增加，管柱的運動軌跡更加難以預(yù)測，同時也增加了控制難度，這直接影響如何改善鉆柱的受力狀態(tài)和磨損方式[1-2]。在斜井或水
振動與沖擊 2017年24期2018-01-23
- 繩索取心復(fù)合鉆柱的動力學行為研究
5)繩索取心復(fù)合鉆柱的動力學行為研究梁 健1， 郭寶科2， 王志剛1， 孫建華1， 李鑫淼1， 尹 浩1(1.中國地質(zhì)科學院勘探技術(shù)研究所，河北 廊坊 065000； 2.西安建筑科技大學，陜西 西安 710055)繩索取心復(fù)合鉆柱在巖心鉆探“滿眼鉆進”過程中，鉆桿易出現(xiàn)不同程度的劃痕、壓痕及磨痕等情況。本文利用非線性有限元方法，采用三維管單元對繩索取心復(fù)合鉆柱拉壓兩處截面的渦動軌跡、渦動速度、橫向振動、縱向振動規(guī)律進行了分析。結(jié)果表明：轉(zhuǎn)速的增加和鉆壓的
鉆探工程 2017年7期2017-09-03
- 南海超深水取樣鉆柱縱向粘滑振動分析
?南海超深水取樣鉆柱縱向粘滑振動分析高光海1，仇性啟1，董 輝1，許俊良2，任 紅2(1.中國石油大學(華東) 化學工程學院，山東 青島 266580；2.中石化勝利石油工程有限公司 鉆井工藝研究院，山東 東營 257017)針對南海超深水天然氣水合物取樣鉆柱縱向粘滑振動問題，推導了縱向振動微分方程，采用非線性彈簧單元模擬了鉆柱與巖層之間的粘滑摩擦。通過數(shù)值求解得到了鉆柱縱向振動頻率及振動位移，探討了鉆壓、鉆鋌長度及作業(yè)水深對鉆柱縱向振動的影響。結(jié)果表明：
石油礦場機械 2016年11期2016-12-13
- 油氣井鉆柱粘滑振動研究進展
249)?油氣井鉆柱粘滑振動研究進展馮程寶，賈曉麗，劉書海，鐘曉玲(中國石油大學(北京) 機械與儲運工程學院，北京 102249)粘滑振動是造成深井鉆井井身質(zhì)量下降、鉆具壽命減短、鉆進效率降低的主要原因之一，嚴重影響到鉆井成本和完井周期。復(fù)雜的鉆井環(huán)境也使得鉆柱粘滑振動的研究進展緩慢，突破性成果較少。從理論分析、現(xiàn)場及室內(nèi)試驗研究和模擬仿真3個方面對鉆柱粘滑振動的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行闡述。介紹了當前關(guān)于鉆柱粘滑振動的主要研究方向、方法以及研究過程中存在的問題
石油礦場機械 2016年11期2016-12-13
- 基于Ansys的水平井鉆柱橫向振動分析
nsys的水平井鉆柱橫向振動分析韓春杰 井丹丹 張海莉(東北石油大學電子科學學院,黑龍江 大慶 163318)為避免水平井鉆柱出現(xiàn)共振導致的鉆井失敗，以水平井鉆柱為研究對象，利用Ansys軟件對水平井鉆柱的橫向振動進行了建模、仿真和計算，得到水平井鉆柱橫向自然振動的頻率分布規(guī)律。水平井鉆柱 橫向振動 振動頻率 建模 Ansys水平井是指井斜角達到或接近90°，且井身沿著水平方向鉆進一定長度的井。有時為了某種特殊需要，井斜角可以超過90°。水平井開發(fā)技術(shù)是通
化工自動化及儀表 2016年4期2016-11-22
- 彎曲鉆柱中聲傳播特性教學實驗裝置研制
6580)?彎曲鉆柱中聲傳播特性教學實驗裝置研制劉永旺, 管志川, 王慶, 樊滔, 張波(中國石油大學(華東) 石油工程學院, 山東青島266580)建立了用于測試聲波在鉆柱信道中傳輸及衰減特性的教學實驗裝置,基于該裝置對鉆柱彎曲狀態(tài)對鉆柱中聲傳播的影響規(guī)律進行了實驗研究及分析。研究結(jié)果表明:聲波在鉆柱中傳播時存在的交替排列通阻帶隨著鉆柱彎曲程度變化而發(fā)生變化,鉆柱彎曲時,通帶寬度基本不變,通帶聲波幅值加強,通帶后移,隨著彎曲程度的增加,上述趨勢更加明顯；
實驗技術(shù)與管理 2016年10期2016-11-10
- 鉆井液流速對鉆柱縱向振動的影響
0）鉆井液流速對鉆柱縱向振動的影響劉長順（中石化華北石油工程有限公司西部分公司鉆研所，河南鄭州450000）在實際的鉆井中鉆柱不可避免的產(chǎn)生縱向振動，鉆柱強烈的共振可能造成嚴重的鉆井事故從而增加了鉆井難度和風險，甚至帶來巨大的經(jīng)濟損失，本文通過對以下三方面的研究，建立了力學模型，推導出了振動頻率方程，從而得出了鉆柱振動的共振規(guī)律。流速；縱向振動；頻率；振幅在鉆井作業(yè)過程中，鉆柱是傳遞運動和動力的主要工具，在狹長、充滿著鉆井液的井眼內(nèi)運動時，鉆柱的受力和運動
化工管理 2016年30期2016-03-14
- 水平段鉆柱失穩(wěn)后自鎖分析＊
剖面、井眼凈化、鉆柱結(jié)構(gòu)、鉆井液性能、巖石特性等的作用，會影響鉆柱的延伸能力。因此大位移水平井鉆井有其客觀的延伸極限，并受多種因素制約。井眼情況的任何變化均會以摩阻變化方式表現(xiàn)出來，如井眼的清潔狀況（鉆井液污染、巖屑床、井壁掉塊坍塌等），井眼平滑度以及地層巖性的變化等均會以鉆具摩阻的變化方式反映出來［2-3］。進入水平段以后，鉆柱的屈曲穩(wěn)定成為限制大位移水平井延伸能力的主要因素［4］。大位移水平井鉆井過程中，由于歐拉效應(yīng)，極易發(fā)生屈曲，引起鉆柱失穩(wěn)變形。水
濰坊學院學報 2015年2期2015-12-31
- 井中鉆柱旋轉(zhuǎn)方式與鉆具偏磨及實例分析
34000）井中鉆柱旋轉(zhuǎn)方式與鉆具偏磨及實例分析卿元華*1，吳強2（1.中國石油塔里木油田分公司，新疆庫爾勒841000；2.中國石油新疆油田分公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依834000）鉆具偏磨可引起鉆具失效,導致鉆具疲勞斷裂,造成井下事故。鉆柱在井中存在4種可能的運動形式，井中鉆柱公轉(zhuǎn)是偏磨主要方式，同時鉆柱公轉(zhuǎn)受多種因素制約。通過實例分析，證實了中和點以下鉆柱彎曲引起鉆柱公轉(zhuǎn)是鉆具偏磨的主要原因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。鉆具偏磨；鉆柱彎曲；鉆壓；鉆井
西部探礦工程 2015年7期2015-12-20
- 基于ANSYS的鉆柱縱向振動固有頻率影響因素分析
基于ANSYS的鉆柱縱向振動固有頻率影響因素分析閆 鐵*，劉珊珊，畢雪亮（東北石油大學油氣鉆井技術(shù)國家工程實驗室，黑龍江大慶163318）基于ANSYS軟件對鉆柱縱向振動固有頻率影響因素進行了分析，通過建立有限元模型，對鉆柱的縱向振動固有頻率進行了模態(tài)分析。討論了不同鉆井液流速對鉆柱縱向振動的影響，并當鉆井液流速一定時，模擬不同鉆桿長度、鉆鋌長度以及減震器的不同型號對鉆柱縱向振動固有頻率的影響。研究表明：當鉆井液流速變化時，對鉆柱縱向振動的固有頻率沒有影響
西部探礦工程 2015年6期2015-12-19
- 考慮流固耦合鉆井液沖蝕引起的鉆柱失效分析＊
鉆井液沖蝕引起的鉆柱失效分析＊田家林1，2楊 志1付傳紅1楊 琳1李 友1朱永豪1（1.西南石油大學機電工程學院 四川成都 610500； 2.西南交通大學機械工程學院 四川成都 610031）基于鉆柱與鉆井液耦合影響因素分析，建立了鉆柱失效模型，利用流固耦合和鉆柱振動的基本理論對鉆柱的振動頻率和振動速度進行了求解，分析了鉆井液密度、流速、流動應(yīng)力以及鉆柱的振動頻率和速度對鉆柱失效的影響，在此基礎(chǔ)上利用沖蝕理論對鉆柱的失效進行研究得到了鉆井液對鉆柱的沖蝕磨
中國海上油氣 2015年2期2015-07-03
- 螺旋屈曲鉆柱中誘發(fā)扭矩計算方法的研究
言在鉆井作業(yè)中，鉆柱的螺旋屈曲問題一直是石油鉆井行業(yè)的一個熱點問題。螺旋屈曲的概念最早由Lubinski等［1］提出，他們是在忽略管柱自身重量與井壁摩擦的情況下，利用能量法求出螺旋屈曲的解析解，這種研究方法忽略了摩擦和鉆柱自重，且認為鉆柱發(fā)生螺旋屈曲時處在彈性變形的情況下，所以在鉆柱中不會產(chǎn)生扭矩。但是隨著水平井和大位移井的增多，自重和摩擦是無法忽略的，傳統(tǒng)的螺旋屈曲鉆柱的強度安全性的分析方法明顯不足。Mitchell［2］在考慮以上因素的情況下，進行了螺
機械工程師 2015年7期2015-02-18
- 基于ANSYS的鉆柱縱向振動諧響應(yīng)規(guī)律研究
163318)鉆柱振動問題非常復(fù)雜，是國內(nèi)外鉆井界正在深入研究的問題。在實際鉆井過程中，鉆柱的振動形式常存在橫向振動、縱向振動、扭轉(zhuǎn)振動以及它們相互耦合的振動。一般認為：對直井而言，鉆柱的疲勞破壞主要是由鉆柱縱向振動引起的?？v向振動是指沿著鉆柱的軸線方向進行的振動，其振動方式好像是在彈簧下端懸掛著重物上下運動。鉆柱的縱向振動是鉆柱中最重要的一種振動形式，它所帶來的危害也是極大的[1]。在鉆井過程中，由牙輪鉆頭的運動分析可知，由于井底常存在的3個突起和牙輪
化工自動化及儀表 2015年8期2015-01-15
- 調(diào)制式振動對大斜度井減摩阻影響規(guī)律
中使用激振器激發(fā)鉆柱產(chǎn)生軸向振動，減小鉆柱與井壁之間的摩阻，從而提高機械鉆速的思路。近幾年，國內(nèi)外開展了相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用性研究，但主要集中在激振器的研制和配套工藝技術(shù)兩方面［3-6］。筆者針對激發(fā)鉆柱產(chǎn)生軸向振動減阻技術(shù)，建立考慮振動和摩阻耦合作用的鉆柱軸向振動減摩阻數(shù)學模型，并分析激振力強度等因素對減阻效果的影響。1 數(shù)學模型的建立1.1 基本假設(shè)鉆柱為線彈性變形，鉆柱橫截面為等壁厚圓環(huán);井壁為剛性;鉆柱包含滑動鉆進和靜止兩種狀態(tài)，只考慮鉆柱在軸向上的動力
中國石油大學學報（自然科學版） 2014年4期2014-10-24
- 井下多體鉆柱系統(tǒng)瞬態(tài)動力學仿真分析
①鉆井過程中，當鉆柱帶鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進時，由于鉆桿柱的高速渦動，引起了鉆桿柱與井壁的隨機接觸碰撞現(xiàn)象，其動力學狀態(tài)非常復(fù)雜。持續(xù)的接觸碰撞會導致鉆柱和鉆頭動力學狀態(tài)發(fā)生變化，改變鉆柱控制井眼軌道能力，最終使鉆井軌跡達不到設(shè)計要求，嚴重影響著鉆井成本［1－6］。20世紀80年代起，隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外學者對井下鉆柱系統(tǒng)動力學進行了深入的研究。Millheim K K等把鉆柱與井壁處理成剛性碰撞，采用位移約束的方法來描述鉆柱與井壁的碰撞接觸［6］；張其昌
石油礦場機械 2014年4期2014-09-07
- 鉆井過程中鉆柱的橫—扭耦合振動分析
00）鉆井過程中鉆柱的橫—扭耦合振動分析王鴻雁1，肖文生1,2，劉忠硯1，侯超1，崔俊國1，付雷3（1.中國石油大學(華東)機電工程學院，山東青島，266580；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；3.北京石油化工工程有限公司西安分公司,西安710000）鉆井過程中，鉆柱的橫-扭耦合振動是鉆井作業(yè)工程中無法避免的一種運動形態(tài)，也是產(chǎn)生鉆柱故障和系統(tǒng)噪聲的原因之一。針對實際鉆井過程中，鉆柱在井下的受力情況復(fù)雜，提出采用了一種簡化假設(shè)方法，對局部坐標
噪聲與振動控制 2014年1期2014-07-25
- 垂直井與水平井鉆柱屈曲數(shù)學模型優(yōu)化
）垂直井與水平井鉆柱屈曲數(shù)學模型優(yōu)化鄔柯1， 李敏2， 楊斌1（1.四川宏華石油設(shè)備有限公司，四川廣漢618300；2.中石化石油工程公司管具分公司，四川德陽618000）對鉆柱在井眼內(nèi)的受力情況進行了分析，得到鉆柱在井下的幾種屈曲形式。同時對國內(nèi)外利用能量法推導的垂直井與水平井鉆柱屈曲數(shù)學模型進行分析對比，分別考慮井眼中在內(nèi)外流體壓力作用下鉆柱單位長度重量及鉆柱與井壁的摩擦系數(shù)，推導出更適用于現(xiàn)場垂直井和水平井鉆柱臨界屈曲載荷的正弦屈曲臨界載荷與螺旋屈曲
機械工程師 2014年4期2014-07-01
- 鉆柱黏滑振動動力學研究*
州 213016鉆柱黏滑振動動力學研究*呂苗榮，沈詩剛常州大學石油工程學院，江蘇 常州 213016以四自由度鉆柱動力學方程為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆頭–巖石的相互作用規(guī)律，分析了鉆柱在直井眼內(nèi)的動力學特征，研發(fā)了多自由度鉆柱粘滑振動仿真軟件。利用該軟件開展了鉆柱動力學行為影響的單因素分析，得出了管柱、鉆頭和轉(zhuǎn)盤的剛度與轉(zhuǎn)動慣量，以及鉆壓、轉(zhuǎn)速等對鉆柱動力學行為的影響規(guī)律，獲得了鉆柱運動的4種狀態(tài)特征。通過對實際鉆柱動力學參數(shù)的仿真分析，表明鉆桿越長，鉆鋌越短，鉆柱越
西南石油大學學報(自然科學版) 2014年6期2014-05-05
- 轉(zhuǎn)速突變對豎直井鉆柱系統(tǒng)動力學特性的影響
地下隱蔽性工程，鉆柱在鉆井作業(yè)中起著至關(guān)重要的作用，鉆柱失效等事故時常發(fā)生，事故源復(fù)雜多樣，至今為止學者們對鉆柱動力學的研究也表明，井下鉆具的振動是鉆柱失效造成鉆井事故的主要原因［1－4］。在鉆井作業(yè)中，環(huán)節(jié)多、地層形式復(fù)雜，井下工作條件多變，鉆柱在破巖時并不能保持恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，而是多處于變速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。目前，國內(nèi)外對于鉆柱的研究多集中在恒轉(zhuǎn)速下的各種振動，忽略鉆柱在井下的轉(zhuǎn)速變化，認為鉆柱按照指定的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，所受外力也只是時間的函數(shù)，而實際的鉆柱在遇到巖石
石油化工高等學校學報 2013年2期2013-12-23
- 固液耦合工況下鉆柱的扭振頻率分析
266580）①鉆柱是鉆井工程中十分重要的部件，在鉆井過程中，鉆柱將鉆頭送至井眼底部并向鉆頭傳遞動力，同時伴隨有各種振動和沖擊，給鉆井施工帶來不利影響［1－3］。鉆柱在惡劣的環(huán)境中產(chǎn)生的動力學效應(yīng)，不僅導致鉆具失效和鉆井事故的發(fā)生，而且還嚴重影響井眼軌跡的控制［4－6］，提高了鉆井成本。鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動是指鉆柱繞其中心線的旋轉(zhuǎn)運動，該振動產(chǎn)生的原因是鉆頭間歇破碎巖石時所產(chǎn)生的變化速度［7］。鉆柱固液耦合工況下的振動固有頻率及振動模態(tài)分析是研究鉆柱動力學特性的
石油礦場機械 2013年6期2013-07-08
- 水平旋轉(zhuǎn)鉆柱橫向振動特性試驗
580)水平旋轉(zhuǎn)鉆柱橫向振動特性試驗邵冬冬,管志川,溫 欣,史玉才(中國石油大學石油工程學院,山東青島 266580)利用水平井鉆柱動力學特性模擬裝置,對不同鉆壓和轉(zhuǎn)速條件下水平旋轉(zhuǎn)鉆柱橫向振動特性進行試驗研究。結(jié)果表明:鉆壓和轉(zhuǎn)速是影響水平井旋轉(zhuǎn)鉆柱橫向振動特性的重要因素；隨著轉(zhuǎn)速增加,兩橫向振動的頻率逐漸變大而相位差變小,兩橫向振動頻率與鉆柱自轉(zhuǎn)頻率呈線性關(guān)系；鉆壓增大對兩橫向振動頻率的影響不大,但兩橫向振動的相位差會隨著鉆壓的增大而逐漸變小；實際鉆進
中國石油大學學報（自然科學版） 2013年4期2013-07-07
- 鉆柱疲勞裂紋形成機理研究
勒841000）鉆柱是鉆井系統(tǒng)中一個極其重要的組成部分，鉆柱失效是鉆井作業(yè)過程中經(jīng)常發(fā)生的問題，鉆柱疲勞失效是其最常見的形式。據(jù)美國在2000年的一項統(tǒng)計表明，鉆井費用占總勘探開發(fā)費用的50%～80%，大約14%的井會發(fā)生鉆具疲勞斷裂事故，每次斷裂事故總損失約為106000美元［1～3］。陳世春對中石油塔里木油田分公司從2001年到2011年4月的10年間鉆柱失效情況進行了研究，鉆柱發(fā)生疲勞斷裂和刺漏的總失效次數(shù)為611次，其中刺漏占81%，斷裂占19%［
石油天然氣學報 2013年9期2013-03-06
- 斜直井中渦動條件下鉆柱系統(tǒng)非線性屈曲分析
直井鉆進過程中，鉆柱受力情況復(fù)雜。在一定條件下，當鉆柱的工作載荷大于鉆柱非線性屈曲臨界載荷時，鉆柱將發(fā)生非線性螺旋屈曲。而后鉆柱在井口轉(zhuǎn)盤的帶動下繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)）的同時，還繞井眼軸線公轉(zhuǎn)，產(chǎn)生渦動。斜直井中鉆柱的非線性屈曲會造成鉆進摩阻增大，鉆壓傳遞困難并使渦動效應(yīng)提高，進而導致鉆柱的疲勞失效。本文，筆者建立了渦動條件下斜直井中鉆柱的非線性屈曲模型，使用有限元法對渦動條件下鉆柱的非線性屈曲臨界載荷及渦動效應(yīng)進行了分析，以期對同行有所參考。一、鉆柱模
河南科技 2012年18期2012-12-19
- 鉆柱軸向與橫向耦合振動的有限元分析
＊綜上述可知，鉆柱單元的線性變形描述為式中，由式（7）和式（8）可表示鉆柱單元發(fā)生變形時的動能和勢能為鉆柱軸向與橫向耦合振動的有限元分析閆 鐵1，王雪剛1，李 杉2，畢雪亮1，韓春杰1（1.東北石油大學，黑龍江大慶163318；2.大慶油田有限責任公司采油工程研究院，黑龍江大慶163318）＊鉆柱在鉆井施工過程中的受力狀況十分復(fù)雜，鉆柱軸向與橫向振動的耦合影響著整個鉆進過程。以定向井鉆柱為研究對象，利用有限元法建立了對整體鉆柱進行受力分析的數(shù)學模型。在對
石油礦場機械 2012年3期2012-12-08
- 海上鉆具失效的力學特性分析及應(yīng)用*
蹩停動載條件下的鉆柱扭矩計算公式，并通過實例分析了上述2種條件下鉆柱扭矩特性，其成果對海上鉆井參數(shù)的科學選取具有重要的指導意義。1 拉伸及蹩停動載條件下鉆柱扭矩計算為了研究問題方便起見，先在鉆柱上取一個微元(圖1)，然后由微元的應(yīng)力狀態(tài)，通過莫爾應(yīng)力圓進行分析。對于鉆柱來講，自中性點以上的鉆柱都是受拉伸軸向載荷的。圖1 鉆柱軸向拉伸時的應(yīng)力微元從圖1可以看出，微元上受到軸向應(yīng)力σ和剪切應(yīng)力τ的作用，根據(jù)莫爾應(yīng)力圓及材料力學的研究方法［4］，可以求出其組合應(yīng)
中國海上油氣 2012年3期2012-11-04
- 非周期型理想鉆柱系統(tǒng)聲傳播特性研究
傳輸技術(shù)是利用沿鉆柱信道傳播的低頻彈性波為載波，將井下測量數(shù)據(jù)沿鉆柱信道傳輸?shù)降孛娴囊环N數(shù)據(jù)遙傳技術(shù)，在鉆柱信道中彈性波的傳播速度大于泥漿中的傳播速度，并且可以傳播彈性波信號的主頻更高，具有更高的載波能力，其傳輸速率要比現(xiàn)有的泥漿脈沖技術(shù)和電磁波技術(shù)高出 1 ～2 個數(shù)量級［3，6］。Drumheller、車小花、李成等分別采用一維聲傳播理論、傳輸矩陣法和有限差分法對周期性理想鉆柱系統(tǒng)的聲傳播特性進行了理論研究［7－11］，考慮到實際鉆井工程中，鉆柱系統(tǒng)往
振動與沖擊 2012年1期2012-09-15
- 空氣鉆井條件下鉆柱振動特性研究
）空氣鉆井條件下鉆柱振動特性研究徐鴻志1王瑞和2宋有勝1王宇賓1郝志偉11.中國石油集團工程技術(shù)研究院 2.中國石油大學（華東）空氣鉆井過程中鉆柱損壞問題嚴重，直接影響到了鉆井成本并威脅鉆井安全，共振是引起鉆柱失效的主要原因之一，故需要對其振動特性進行分析和研究。為此，在理論分析的基礎(chǔ)上，建立了鉆柱振動有限元模型，利用ANSYS軟件對空氣鉆井鉆柱振動特性進行了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明：扭轉(zhuǎn)和縱向振動固有頻率數(shù)值較大，共振區(qū)域窄；橫向振動固有頻率很小且各階頻率
天然氣工業(yè) 2011年6期2011-12-18
- 深海天然氣水合物鉆探取心鉆柱振動模態(tài)分析
氣水合物鉆探取心鉆柱振動模態(tài)分析趙宗彬1仇性啟1許俊良21.中國石油大學(華東)機電工程學院 2.中國石化勝利石油管理局鉆井工藝研究院作為深海天然氣水合物鉆探取心系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵部件,鉆柱在深海復(fù)雜環(huán)境鉆探取心過程中承受著非常復(fù)雜的外力,不可避免地會產(chǎn)生橫向振動、縱向振動、扭轉(zhuǎn)振動及其耦合振動。鉆柱的共振會引起鉆柱本身甚至整個鉆探取心系統(tǒng)的嚴重失效,進而導致無法成功獲取深海天然氣水合物巖心。為此,根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)振動理論的研究成果,結(jié)合深海天然氣水合物鉆探
天然氣工業(yè) 2011年1期2011-12-18
- 水平井鉆柱摩阻扭矩分段計算模型
并被廣泛應(yīng)用，對鉆柱的力學分析和計算要求逐漸增高，鉆柱的摩阻扭矩是鉆柱力學分析的核心問題.人們對鉆柱摩阻扭矩問題進行研究，建立相應(yīng)的力學分析模型[1-8].如Johansick C A分析全井鉆柱受力，提出在定向井中預(yù)測鉆柱拉力和扭矩的軟桿模型[1],該模型簡單且能夠滿足一般條件下計算精度要求.根據(jù)大變形理論，何華山等考慮鉆柱剛度影響，提出改進的摩阻扭矩模型[2-3]，該模型考慮鉆柱剛性對摩阻、扭矩的影響，使摩阻力預(yù)測計算更加精確，通常稱其為剛桿模型；但其
東北石油大學學報 2011年5期2011-11-10
- 浮式海洋鉆井鉆柱對大鉤位移的響應(yīng)分析
1)浮式海洋鉆井鉆柱對大鉤位移的響應(yīng)分析張彥廷，武光斌，姜浩，劉振東，張文凱(中國石油大學機電工程學院，山東東營257061)海洋鉆井平臺的升沉運動對鉆柱、鉆壓以及鉆井操作具有較大影響。建立海洋浮式鉆井平臺鉆柱系統(tǒng)動力學模型，利用級數(shù)法和機械振動理論求解得到鉆柱系統(tǒng)運動響應(yīng)，推導得出大鉤位移量與鉆壓變化量的數(shù)學公式，通過Matlab計算得到給定鉆柱長度下大鉤的允許位移。分析計算結(jié)果為浮式鉆井平臺升沉補償裝置的開發(fā)提供設(shè)計依據(jù)，可以作為升沉補償系統(tǒng)的設(shè)計目標
中國石油大學學報（自然科學版） 2011年1期2011-09-28
- 深水采油樹下放過程鉆柱力學分析
水采油樹下放過程鉆柱力學分析林秀娟，肖文生，王鴻雁(中國石油大學機電工程學院，山東青島 266555)根據(jù)海洋環(huán)境載荷和材料力學理論，考慮鉆柱參數(shù)、海洋環(huán)境載荷、鉆井船漂移量、作業(yè)水深及采油樹重力等特征，建立深水采油樹下放過程鉆柱力學分析模型。通過對模型進行數(shù)值求解，對不同影響因素下沿鉆柱的橫向位移、漂移角、彎矩和剪力進行分析。結(jié)果表明:波浪載荷對鉆柱上部的彎矩影響很大而對鉆柱橫向位移影響很小，對采油樹深水下放忽略波浪力不會產(chǎn)生較大的誤差;鉆井船的漂移量對
中國石油大學學報（自然科學版） 2011年5期2011-01-03
- 起下鉆鉆柱縱振理論分析
61) *起下鉆鉆柱縱振理論分析肖文生1,2,于桂杰2(1.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京100083;2.中國石油大學(華東),山東東營257061)*鉆柱振動分析是一個非常復(fù)雜的動力學問題,鉆柱縱向振動嚴重時造成鉆頭損壞、鉆桿磨損加劇和疲勞破壞?？紤]起下鉆時引起的壓力波動及鉆柱和鉆井液的耦合作用,在對模型進行假設(shè)的基礎(chǔ)上,對起下鉆時鉆柱縱向振動方程和頻率方程進行了分析推導,對井下多體系統(tǒng)動力學的研究進行了有益探索。鉆井;鉆柱;縱向振動;鉆柱力學起下鉆時,
石油礦場機械 2010年12期2010-12-11
- 鉆柱系統(tǒng)縱向振動等效網(wǎng)絡(luò)分析
營257061)鉆柱系統(tǒng)縱向振動等效網(wǎng)絡(luò)分析閆向宏,孫建孟,張美玲,蘇遠大,陳雪蓮(中國石油大學地球資源與信息學院,山東東營257061)忽略阻尼對鉆柱振動的影響,在一維鉆桿縱向振動方程的基礎(chǔ)上,推導出單根鉆桿和多根相同鉆桿縱向振動的等效網(wǎng)絡(luò)。利用等效網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)理論,結(jié)合鉆柱系統(tǒng)邊界條件,給出了鉆柱縱向振動的等效網(wǎng)絡(luò)和機械等效阻抗表達式,并闡述了根據(jù)機械等效阻抗確定鉆柱縱向振動機械共振頻率的原理和方法。由等效網(wǎng)絡(luò)分析法和ANSYS有限元法對2例鉆柱縱向振動機
石油礦場機械 2010年4期2010-12-08
- 基于Walker模型的空氣鉆井鉆柱疲勞壽命算法
r模型的空氣鉆井鉆柱疲勞壽命算法羅 增1,林元華1,明傳中2,盧 強2,謝居良2,劉貴喜3(1.西南石油大學石油管工程重點實驗室,成都610500;2.塔里木油田分公司,新疆庫爾勒841000; 3.川慶鉆探工程有限公司,西安710018)空氣鉆井工況中的鉆柱受力非常復(fù)雜,鉆柱在井下既自轉(zhuǎn)又反轉(zhuǎn),且在空氣錘的作用下不斷地上下縱向振動,該振動對鉆柱的破壞最嚴重,在復(fù)合載荷作用下常造成鉆柱疲勞損傷。修正了鉆柱軸向應(yīng)力和疲勞裂紋計算公式,并運用第四強度理論計算出
石油礦場機械 2010年4期2010-12-08