底部钻具组合二维分析新方法

提出一种用于分析底部钻具组合稳定器处的轴向力的新方法，即认为 向方向与钻柱切线方向一致，其大小不应忽略井壁支反力的影响。在此基础上，采用加权余量法推导出一套用于计算底部钻具组合二维受力和变形的新的公式。实例计算结果表明，由于该公式考虑影响因素更全面，因而其计算结果更具合理性，与钻柱实际受力情况更加相符，且计算过程更为简便、快捷。     

偏心钻头底部钻具组合稳定器的适宜安放位置研究

采用静力分析的方法，建立了偏心钻头底部钻具组合的力学模型，并对力学模型进行了求解。对单稳定器及双稳定器钻具组合的力学分析结果表明，在设计钻具组合的稳定器位置时，应该以偏心块位于上方时计算的稳定器与钻头的最小距离为参考值。在钻具组合设计过程中最好使用钻压分配比一定且该值较小的钻头。采用双稳定器钻具组合时，钻头侧向力大于零的下稳定器与钻头的最小距离比单独采用一个稳定器时要小，且下稳定器位置的变化对钻头侧向力的影响要比上稳定器大得多。因此，在钻具组合的设计过程中对下稳定器安放位置的要求应该比上稳定器更为严格。     

偏心钻头底部钻具组合稳定器的适宜安放位置研究

采用静力分析的方法 ,建立了偏心钻头底部钻具组合的力学模型 ,并对力学模型进行了求解。对单稳定器及双稳定器钻具组合的力学分析结果表明 ,在设计钻具组合的稳定器位置时 ,应该以偏心块位于上方时计算的稳定器与钻头的最小距离为参考值。在钻具组合设计过程中最好使用钻压分配比一定且该值较小的钻头。采用双稳定器钻具组合时 ,钻头侧向力大于零的下稳定器与钻头的最小距离比单独采用一个稳定器时要小 ,且下稳定器位置的变化对钻头侧向力的影响要比上稳定器大得多。因此 ,在钻具组合的设计过程中对下稳定器安放位置的要求应该比上稳定器更为严格。     

底部钻具组合造斜率预测新方法

基于钻头与地层相互作用模型及钻进趋势评价指标,提出一种底部钻具组合造斜率预测的新方法——平衡趋势法,认为底部钻具组合的造斜率应与钻进趋势角为零时的井眼曲率相等。结合钻具组合受力分析模型和钻头与地层相互作用模型,推导出钻进趋势角的计算表达式,建立平衡趋势法求解底部钻具组合造斜率的计算方法。实例验证表明,该方法具有较高的计算精度,能够实现钻头和地层的各向异性、地层倾角及倾向等各种因素对底部钻具组合造斜率的定量评价,为今后底部钻具结构的合理配置以及钻井参数的优选提供有力的理论依据和分析手段。     

底部钻具组合三维静力分析的新方法

利用二阶埃尔米特插值函数空间梁单元的结点自由度由６个扩充到８个,使井眼曲线的二阶导数连续,提高了计算精度。在１６自由度梁单元形函数矩阵和应变分析的基础上,推导了１６自由度梁单元的线弹性刚度矩阵、线弹性几何刚度矩阵和单元结点等效载荷列阵。     

底部钻具组合三维静力分析的新方法

利用二阶埃尔米特插值函数把空间梁单元的结点自由度由６个扩充到８个,使井眼曲线的二阶导数连续,提高了计算精度。在１６自由度梁单元形函数矩阵和应变分析的基础上,推导了１６自由度梁单元的线弹性刚度矩阵、线弹性几何刚度矩阵和单元结点等效载荷列阵。考虑轴向力的非线性影响,应用该方法对底部钻具组合的钻头侧向力进行了线性分析。计算结果表明,考虑二阶导数的影响,可以提高计算精度。     

底部钻具组合参数设计的评价方法

考虑钻具的设计参数对钻进趋势的影响，提出了钻进趋势角的概念，以此作为底部钻具组合设计效果的评价指标。结合底部钻具的力学分析方法与钻头和地层各向异性理论，建立了一套钻具参数设计效果的评价方法。该方法可分析钻具结构参数、地层参数、钻井施工参数等对钻进趋势的影响规律，从而可以为适应不同井眼条件对钻具性能的要求，提供合适的钻具结构设计参数和操作参数。理论及应用研究表明：（1）钻头侧向力等于零的位置并不是钻具钻进趋势发生改变的位置；（2）如果稳定器位置安放合适，钻压也可以在一定范围内改变钻具的钻进趋势；（3）在直井防斜作业中，使用牙轮钻头比PDC钻头可以起到更好的防斜效果。     

有限元法在底部钻具组合动态分析中的应用

建立了底部钻具组合动态分析的数值模型,推导了动态分析的有限元微分方程。取井眼的轴线作为参考位置,井眼的弯曲效应由初应力代替,推导了初应力引起的等效结点力的计算式。     

底部钻具组合参数设计的评价方法

考虑钻具的设计参数对钻进趋势的影响,提出了钻进趋势角的概念,以此作为底部钻具组合设计效果的评价指标。结合底部钻具的力学分析方法与钻头和地层各向异性理论,建立了一套钻具参数设计效果的评价方法。该方法可分析钻具结构参数、地层参数、钻井施工参数等对钻进趋势的影响规律,从而可以为适应不同井眼条件对钻具性能的要求,提供合适的钻具结构设计参数和操作参数。理论及应用研究表明:(1)钻头侧向力等于零的位置并不是钻具钻进趋势发生改变的位置;(2)如果稳定器位置安放合适,钻压也可以在一定范围内改变钻具的钻进趋势;(3)在直井防斜作业中,使用牙轮钻头比PDC钻头可以起到更好的防斜效果。     

典型导向钻具组合的力学分析方法

对典型导向钻具组合的平面静力分析方法进行了讨论。首先将导向钻具组合模化为平面纵横弯曲弹性杆，建立微分形式的变形控制方程，然后讨论控制方程的求解方法，给出了可适用于各种典型导向钻具组合的挠度曲线通用方程式。文中还介绍了上述通用方程式在导向钻具组合的力学特性分析及结构设计中的具体应用。     

底部钻具规则涡动轨迹的内摆线描述方法

为了认识和控制钻井过程中的钻柱涡动,基于几何学原理提出内摆线描述方法.该方法将涡动视为规则运动,从分析钻柱外缘固定点的运动特性入手,求解底部钻具(BHA)与井壁的摩擦接触的运动轨迹方程,确定轨迹上各点的速度,分析钻柱自转和公转速度对底部钻具运动轨迹的影响.结果表明:底部钻具的涡动可能造成钻柱以远高于其自转速度的角速度沿...     

二维接触问题边界元法的研究进展

工程实际中经常涉及到弹性体的接触分析问题 ,人们对此问题进行了大量的研究 .随着计算力学和计算机技术的快速发展 ,非常复杂的接触问题已得到了成功地解决 .本文回顾了使用边界元法处理接触问题的情况及目前的研究进展 ,详细叙述了处理这类问题的理论方法及相应的公式 ,然后讨论了解决这类问题所采用的边界元法的步骤和各种数值方法 ,同时给出了的大量的有关接触问题研究的参考文献及作者近期的研究工作 ,并提出一些有待进一步研究的问题     

液力变矩器内孔装配尺寸误差分析与测量研究

以液力变矩器装配尺寸为研究对象,分析液力变矩器内部轴向零部件间产生的装配累积误差,建立装配尺寸链并计算,设计了一种施加压力减小装配累积误差同时进行激光测距的测量装置。这种测量方法提高了液力变矩器装配尺寸的测量精度,从而提高了液力变矩器与发动机的配合精度。     

一种新的热分析动力学处理方法

用一种新的方法对一水草酸钙(CaC2O4·H2O)脱水反应的热分析动力学三因子,即活化能Ea、指前因子A和反应机理函数f(α)进行了求取.此方法可分为三步:(1)用迭代的方法求取Ea值;(2)用Popescu的方法求取反应的f(α);(3)由以上两步所得的结果求取指前因子A.此方法有两大优点:对动力学参数Ea和f(α)分别进行求取,从而使f(α)求取的准确性不因Ea值求取是否存在误差而受影响;在f(α)的求取中没有引入任何积分误差,从而提高了计算结果的准确性.