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题名特深井钻柱动力学特性模拟与分析
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作者
狄勤丰
尤明铭
李田心
周星
杨赫源
王文昌
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机构
上海大学力学与工程科学学院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期108-117,共10页
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基金
国家自然科学基金面上项目“考虑隔水管耦合作用的超深水超深曲井钻柱动力学研究”(编号:52174003)
国家自然科学基金石油化工联合基金重点项目“超深井钻柱非线性动力学及动态安全性基础理论研究”(编号:U1663205)
国家自然科学基金面上项目“特深井‘钛–钢’复合钻柱动态安全性及异型材质接头失效机理研究”(编号:52374008)资助。
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文摘
随着钻井深度不断增加,钻柱运动所涉及的力学问题变得更加复杂,钻柱动力学特性模拟及分析可为安全优质高效钻井提供支撑。为了探求特深井钻柱的运动特性,将钻柱运动的控制方程采用Newmark法对时间离散后,运用SOR节点迭代法,对每一时间步的钻柱整体构形进行求解,实现了总长超9000 m的钻柱动力学特性模拟,不仅给出了钻柱4个典型位置的涡动轨迹、涡动速度和横向加速度,还分析了钻柱的粘滑特性。分析结果表明,上部钻柱的涡动及粘滑现象不明显;随着位置下移,出现不规则涡动及不充分粘滑现象;近钻头位置的钻柱会出现较剧烈涡动,也会出现粘滑振动;中性点位置处钻柱的涡动最为剧烈、碰摩严重,可能给钻柱带来安全隐患。研究结果为特深井安全钻井提供了理论依据。
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关键词
特深井
钻柱动力学
sor节点迭代法
涡动
粘滑
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Keywords
extra-deep well
drill string dynamics
sor node iteration method
whirl
stick-slip
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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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