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对液固耦合问题进行了拉普拉斯变换,建立了拉普拉斯空间的泛函,导出了有限元方程,并采用快速傅里叶变换进行反演。算例结果表明,对液固耦合问题采用拉普拉斯变换的有限元计算有限元方程与拉普拉斯数值逆变换结合求解是行之有效的方法。 相似文献
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基于ANSYS的钻柱纵向振动有限元分析及应用 总被引:2,自引:0,他引:2
根据动力学理论建立钻柱动力学振动方程。把钻柱看作一个弹性直杆,建立几何模型;通过ANSYS软件分析,得出钻柱纵向振动的特性以及减振器的安放位置对钻柱纵向振动的影响。结果表明,减振器安装适当的位置,可以减少钻柱的纵向振动,从而减少和防止钻柱发生断、刺事故。 相似文献
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钻柱在钻井液反馈影响下的横向振动 总被引:2,自引:0,他引:2
在假设钻柱为无扶正器的均质等截面弹性管,且两端为铰支的情况下,既考虑钻柱内钻井液流速和轴向力对钻柱振动的影响,又考虑振动的钻柱对钻井液的反馈影响,建立了钻井液在钻柱内流动时钻柱横向振动微分方程,推导出钻井液波动压力计算式,并给出了钻柱横向振动固有频率方程。定性分析时取频率方程前两阶进行近似计算,讨论了钻井液滚动压力对钻柱固有频率的影响。 相似文献
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在油气藏开发过程中,油气藏中孔隙—裂缝介质受渗流场和应力场的双重作用,这不是简单的线性叠加,而是彼此作用、相互影响,称为耦合作用。对双重介质而言,耦合作用可能导致油藏物性参数的变化,影响油气藏压力和流体的分布,因此有必要建立并利用液固耦合模型来模拟双重介质系统中流体的渗流特征。利用有效应力概念,可以建立双重介质渗流系统液固耦合的数学模型,并采用有限元方法,通过有限差分,获得数值解。通过实例模拟计算,获得了耦合效应对油气藏动态的影响:压力系数越高、储层物性越差,液固耦合效应越明显。但随着生产时间的延长,液固耦合效应对井底压力的综合影响会逐渐消失,并非所有的双重介质系统渗流都需要考虑液固耦合效应。 相似文献
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斜井眼内钻柱轴向振动的有限元分析 总被引:5,自引:3,他引:2
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。 相似文献
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钻柱黏滑振动是导致钻井设备加速磨损、钻井安全性下降以及钻井效率降低的重要原因之一。针对钻柱的扭转运动,建立了钻柱、钻杆、BHA及钻头4自由度钻柱系统扭转模型。该模型考虑了扭转自由度、钻柱阻尼以及岩石与钻头相互作用的高度非线性摩擦;通过对钻柱模型进行仿真试验,分析了钻井参数对黏滑振动的影响;为了抑制钻柱黏滑振动,设计了一种分数阶PID控制器。研究结果表明:分数阶PID控制器能够快速稳定系统,缩短调节时间,有效抑制钻柱黏滑振动,它对黏滑振动的抑制效果明显优于传统PID控制器。研究结果对抑制钻柱黏滑振动研究具有参考意义,对降低钻井工具损害、提高钻井效率以及增强作业安全性有重要的指导意义。 相似文献
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粘滑振动严重影响钻柱系统的机械钻速,进而增加钻井成本,影响完井周期。为研究深井钻柱系统的粘滑振动特性,采用集中参数模型,通过钻头与岩石相互作用原则,既考虑钻头的摩擦作用,又考虑钻头的切削作用,建立钻柱系统轴向和扭转的耦合振动无量纲控制方程。基于MATLAB/Simulink软件对钻柱系统振动响应进行数值求解,分析了无量纲化控制参数,即转盘角速度、钻压以及粘性阻尼比、刀翼数对钻柱粘滑振动特性的影响。结果表明,确定的钻柱结构和系统参数存在发生粘滑振动的临界值,增大转盘转速、减小钻压、增大阻尼比到临界值时,钻头粘滑振动消失,同时增加刀翼数也会使粘滑振动得到抑制。 相似文献
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深井、超深井钻井中经常使用复合钻柱,如出现卡钻等井下故障,处理时需要计算复合钻柱允许扭转圈数,但目前尚没有关于复合钻柱允许扭转圈数的计算方法。为此,从材料力学基础理论入手,建立了复合钻柱各分段最大剪切应力与几何尺寸之间的数学关系式和各分段谁先达到许用值的判定式,并推导出了在轴向拉力作用下的复合钻柱允许扭转圈数计算式。实例验算表明,推导出的轴向拉力作用下的复合钻柱允许扭转圈数计算式具有科学性和合理性,对处理深井、超深井复合钻柱卡钻等井下故障具有指导作用。 相似文献
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起下钻钻柱纵振理论分析 总被引:1,自引:1,他引:0
钻柱振动分析是一个非常复杂的动力学问题,钻柱纵向振动严重时造成钻头损坏、钻杆磨损加剧和疲劳破坏。考虑起下钻时引起的压力波动及钻柱和钻井液的耦合作用,在对模型进行假设的基础上,对起下钻时钻柱纵向振动方程和频率方程进行了分析推导,对井下多体系统动力学的研究进行了有益探索。 相似文献
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在钻井过程中,钻头与井底岩面之间的冲击、钻柱与井壁之间的碰撞常引起强烈的振动。钻柱振动与钻压、转速、地层岩性、井身结构、钻头磨损状况等有关。它能引起钻柱的疲劳破坏,严重时可造成钻具断落及其它井下事故,甚至导致整个井眼报废。傅立叶方法分析钻柱振动谱,解释效果不理想,而小波分析能对各种时变信号进行有效的分解,能在不同频段上更细致地研究钻柱振动信号特征。在快速傅立叶变换方法的基础上,利用小波理论开发出了小波细化分析方法和小波包方法。经过室内实验和现场测试检验,小波分析能更清楚地反映数据的特征,得到的谱图更清晰,不仅为钻井工程监测和故障诊断提供依据,而且有助于建立钻井工况故障档案。 相似文献
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深井钻柱临界转速的计算方法 总被引:2,自引:0,他引:2
深井钻井中,转速对钻速的影响非常明显,当转速达到某一值时,就会引起钻柱共振,导致钻速降低。在对钻井钻柱进行力学分析的基础上,建立深井钻柱临界转速的计算模型nc=30P/。通过某油田X地区的实际数据计算,表明该地区的转速可再提高15转/分左右。 相似文献