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题名钻柱振动模态分析方法及其应用
被引量：19
- 1
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作者
李国庆
王洪军
刘修善
孙文才
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机构
中国地质大学(北京)工程技术学院
中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所
大庆油田有限责任公司井下作业分公司
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出处
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2007年第6期54-56,共3页
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文摘
根据振动理论和有限元方法,研究了钻柱振动的模态。考虑钻柱的纵向振动、横向振动及扭转振动之间的耦合关系,建立了钻柱振动分析的综合模型。结合实例研究了钻柱振动的固有频率及其振型,分析了跳钻和蹩钻情况下钻柱的共振频率及临界转速。该分析研究对探讨钻柱的动力学特性和现场钻具防断具有一定的意义。
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关键词
钻柱振动
数学模型
有限元法
模态分析
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Keywords
drilling string vibration
mathematical model
finite element method
mode analysis
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分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名斜井眼内钻柱轴向振动的有限元分析
被引量：17
- 2
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作者
闫铁
韩春杰
毕雪亮
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机构
大庆石油学院石油工程学院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2006年第4期5-8,共4页
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基金
中国石油天然气集团公司创新基金项目(批准号:2001CX27)部分研究成果
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文摘
在斜井眼(弯曲井眼)钻进过程中,钻柱存在各种振动行为,其中跳钻是制约斜井钻进的主要因素之一,跳钻是由于钻柱轴向强烈振动引起的。严重跳钻现象表明斜井眼内钻柱的轴向振动是不能忽略的。以斜井眼的钻柱整体为研究对象,分析了钻柱整体在周期性激振力存在情况下轴向动态行为所遵循的规律。采用有限元法,对钻柱整体进行了分析,获得了钻柱整体的质量和刚度矩阵,进一步获得了动力学矩阵方程,并编制了计算程序,计算出了钻柱轴向振动的固有频率,结果表明受迫振动频率与钻柱固有频率接近时出现跳钻现象。这为深入研究斜井眼内钻柱动态行为提供了理论依据,并为进一步分析大位移井钻柱振动奠定了理论基础,具有现实的指导意义。
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关键词
弯曲井眼
钻柱振动
有限元法
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Keywords
crooked hole
drilling string vibration
finite element method
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分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名复合材料结构力学分析CAE软件现状
被引量：9
- 3
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作者
周晔欣
戴如玥
黄争鸣
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机构
江苏大学土木工程与力学学院
同济大学航空航天与力学学院
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期114-122,I0007,I0008,共11页
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基金
国家自然科学基金(11472192)
江苏省自然科学基金(BK20150479)
+1 种基金
江苏省高校自然科学基金(15KJB130002)
江苏省双创博士计划
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文摘
复合材料结构分析软件是用以分析、设计复合材料结构的重要工具,常用的复合材料结构分析软件包括基于CAD软件发展而来的复合材料分析工具、通用有限元软件自带复合材料分析工具和以Digimat等为代表的专业化复合材料结构分析软件。本文对常用的复合材料分析软件进行了综述,介绍其主要功能,从学术、应用等多方面探讨相关产品的优点及不足;论述了专业化复合材料结构分析软件的特点及功能;分析了复合材料结构分析软件的现状和发展趋势;探讨了复合材料结构力学分析CAE软件在国产化方面所需进一步解决的问题。
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关键词
复合材料结构分析软件
通用有限元软件
国产化
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Keywords
deepwater drilling
riser
drill string vibration
dynamics model
finite element method
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分类号
O341
[理学—固体力学]
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题名隔水管弯曲对钻柱振动影响的计算与分析
被引量：13
- 4
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作者
祝效华
李柯
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机构
西南石油大学机电工程学院
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期128-133,I0008,共7页
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基金
四川省青年科技创新研究团队“钻井提速”(2017TD0014)
四川省科技计划国际合作计划项目“随钻扩眼钻具系统非线性振动特性及扩眼工艺参数优化研究”(2016HH0008)。
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文摘
海洋油气资源钻探中隔水管的弯曲对钻柱振动以及钻进特性有特别的影响。为得到隔水管弯曲对钻柱振动的影响规律,对南海已钻深水井使用非线性有限元软件建立全井钻井数值计算模型,研究获得了不同垂深时隔水管弯曲对钻柱振动特性的影响规律。研究表明:隔水管弯曲会加剧钻柱的振动,钻柱振动加剧会导致钻井能耗上升、钻头切削能力下降并且会加快钻柱疲劳;当隔水管的弯曲达到某临界值,钻柱与隔水管间的接触力会陡增;井口的钩载越大,隔水管弯曲带来的井口钩载波动量越大;井越深,隔水管弯曲对全井钻柱最大弯矩和钻头切削能力的影响越小。
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关键词
深水钻井
隔水管
钻柱振动
动力学模型
有限元方法
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Keywords
deepwater drilling
riser
drill string vibration
dynamics model
finite element method
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分类号
TE951
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名基于钻柱动力学的底部钻具组合疲劳寿命研究
被引量：3
- 5
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作者
毛良杰
甘伦科
幸雪松
李隽
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机构
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
中海石油(中国)有限公司北京研究中心
中国石油勘探开发研究院
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出处
《石油机械》
北大核心
2022年第9期1-9,共9页
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基金
国家重点研发计划资助项目“深海水合物开采立管水动力载荷分析和甲烷气体演化风险监测技术研究”(2019YFC0312303)
中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX040204)
+2 种基金
中国石油科技创新基金资助项目“天然气水合物开采立管动力特性及安全控制技术研究”(2020D-5007-0210)
四川省重点研发项目“复杂构造背景深层页岩气储层地应力场分析关键技术研究与应用”(21ZDYF3109)、“川渝地区复杂地层页岩气勘探开发高效钻井关键技术研究”(21SYSX0054)联合资助
中海油项目“文昌油田群井壁稳定性及安全钻井工艺研究”(CCL2022RCPS0139PSN)。
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文摘
底部钻具组合(BHA)在井下长期剧烈振动容易导致其疲劳失效,但目前多数研究均通过微分方程计算BHA疲劳寿命,与现场实际工况差距较大。为了更准确地预测BHA的疲劳寿命,借助以有限元法为基础的钻柱动力学理论,考虑钻柱初始裂纹缺陷,建立了基于钻柱动力学的底部钻具组合疲劳寿命预测模型,利用Newmark-β法对动力学模型进行求解,并与其他文献的研究结果进行对比,验证了模型的准确性;研究了钻压、转速、初始裂纹深度及稳定器安装位置等关键参数对底部钻具组合疲劳寿命的影响规律。研究结果表明:BHA横向振动比纵向振动更大,横向振动是BHA疲劳失效的主要原因;越靠近钻头横向振动越大,所以近钻头处BHA疲劳寿命更短;钻压越大,中和点下部BHA疲劳寿命缩短越显著;转速越大BHA疲劳寿命越短,低转速范围内转速对BHA疲劳寿命影响较小,高转速范围内转速对BHA疲劳寿命影响较大;具有更大初始裂纹深度的BHA,其疲劳寿命会更短;安装稳定器可以延长近钻头处BHA的疲劳寿命,算例中稳定器安装在距离钻头9 m的位置最佳。研究成果可为优选钻井参数以及确保钻柱安全提供一定的理论指导。
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关键词
底部钻具组合
疲劳寿命
横向振动
有限元法
钻柱动力学
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Keywords
BHA
fatigue life
transverse vibration
finite element method
drill string dynamics
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名水平井钻具组合大变形有限元分析
被引量：2
- 6
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作者
苏义脑
张海
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机构
石油勘探开发研究院
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出处
《石油钻探技术》
北大核心
1995年第1期1-4,共4页
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文摘
给出了钻具组合大变形单元刚度的显式表达式。分析中既考虑了应变和位移间的非线性二次项，又通过大位移矩阵计算了刚体位移的大小。非线性方程组采用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法求解，经相对位移收敛准则检验，收敛性良好。文中通过算例说明了水平并４种钻具组合大变形的物理特性。
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关键词
钻井
井底钻具组合
井眼轨迹
钻头
水平井
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Keywords
horizontal drilling,BHA,hole trajectory,bit lateral force,finite element method,equilibrium equation
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分类号
TE243
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名河76-7侧钻水平井落鱼事故计算分析
被引量：1
- 7
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作者
刘延强
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机构
石油大学(华东)机械系
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2000年第1期69-71,共3页
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基金
国家"九五"攻关项目
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文摘
采用 Love梁理论 ,结合柔性模型使柔性模型弹性化 ,既弥补了柔性模型未考虑弯曲和刚度的缺陷 ,又保持其简便性 ,依此结合底部钻具有限元分析 ,建立了大挠度钻柱强度分析的简便综合模型。利用该综合模型 ,针对河 76 - 7侧钻水平井施工中落鱼事故进行了计算分析。结果说明 ,1模型符合实际 ,计算精确可靠。2落鱼事故主要原因在于井眼曲率 (特别方位变化 )过大 ,产生过大的钻柱相当工作应力 (特别是扭转切应力 ) ,其次兼有应力集中。 3大曲率侧钻水平井施工 ,钻柱强度对方位变化更为敏感 ,应特别注意控制方位变化不能过大 。
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关键词
钻柱
强度
有限元
落鱼事故
侧钻水平井
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Keywords
drill string, strength, finite element analysis, synthetic model, lateral horizontal well, fish trouble
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分类号
TE921.2
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名水平井钻柱横向振动有限元分析
被引量：2
- 8
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作者
迟立宾
武骞
闫铁
毕雪亮
王健
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机构
陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院
东北石油大学石油工程学院
中石化华北分公司工程技术研究院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2014年第7期141-144,共4页
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基金
国家科技重大专项(2011ZX05021-006)
黑龙江省博士后基金(LBH-Z10235)资助
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文摘
钻柱横向振动是引发钻井事故的主要原因之一,水平井由于井眼弯曲严重,钻柱偏心,容易发生钻柱横向振动。以水平井钻柱单元为研究对象,应用有限元法建立了考虑钻井液影响的钻柱横向振动方程,得出了钻柱横向振动频率数学模型,分析了钻井液和钻井液密度对钻柱横向振动频率的影响规律。编制频率计算程序,结果比较符合现场实际,为计算钻柱共振转速提供依据,减少钻柱剧烈横向振动发生。
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关键词
水平井
钻柱
横向振动
有限元法
频率
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Keywords
horizontal well drilling string lateral vibration finite element method
equency
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分类号
TE242
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名基于弹性弦模型的弛张筛面运动规律研究
被引量：2
- 9
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作者
李进武
王新文
王政浩
陈欢
王喆
耿润辉
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机构
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院
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出处
《煤炭工程》
北大核心
2022年第8期163-167,共5页
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文摘
考虑重载下的弛张筛面处于张紧状态,忽略筛面运动在宽度方向的差异,对一端驱动的水平弛张筛面建立了弹性弦模型,推导了筛面的横向振动微分方程。使用数值法求解振动微分方程,在筛长方向布置五个检测点,将计算结果和有限元软件ABAQUS模拟结果对比,发现各个检测点计算和模拟的位移时程曲线之间相对误差较小,横向运动周期和激励周期接近相等;在筛面中点处,计算周期和模拟周期的相对误差不超过0.2%;取筛面中点十个周期的平均振幅对比,发现相对误差不超过12.8%,该数据验证了弹性弦模型分析重载下弛张筛面横向运动的可行性和准确性。
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关键词
弛张筛面
弹性弦模型
横向振动
数值解
有限元法
-
Keywords
flip-flow screen panel
elastic string model
lateral vibration
numerical solution
finite element method
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分类号
TD452
[矿业工程—矿山机电]
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