扭矩和边界约束对水平井钻柱静力分岔的影响

分析了轴向力和扭矩对钻柱弯曲变形的影响,推导出在井孔约束下水平井段钻柱的非线性静力分岔微分方程。采用Galerkin方法对其简化形式的研究表明,在钻井工程中,水平井段钻柱的静力分岔主要取决于钻压和井孔尺寸,扭矩产生的影响可以忽略。在不计扭矩情况下,用解析法求得的两端铰支模型钻柱的临界钻压与用能量法得到的结果相同。对铰-固模型钻柱静力分岔的研究表明,当钻柱屈曲后形成的半波数达到4以上时,两种模型计算的临界钻压差别很小。因此,对水平井段较长的钻柱可用比较简单的两端铰支模型计算其临界钻压。     

定向井中钻柱弯曲半波方程的研究及计算方法

定向井中钻柱弯曲半波方程是用来确定钻柱在井下钻进时的中和占,以确定(?)柱发生变形时钻柱与井壁产生的切点,这样可在各切点处采取必要防护措施,(?)少钻柱磨损。文中介绍了弯曲半波方程建立的方法及实际应用效果。     

钻井液液动压力对钻柱纵向振动的影响

从理论上研究了钻井液在钻柱弹性振动下的液动压力对钻柱纵向振动的影响,建立了考虑钻井液液动压力的钻柱纵向振动微分方程,并给出了这种情况下钻柱纵向振动的频率方程。     

井下温度对钻柱轴向振动固有频率的影响分析

钻柱共振是引起深井钻具失效的主要原因之一，钻柱工作在井下一个高温的环境下，温度的升高必然使钻柱的固有频率发生变化。分析了井下温度对钻柱轴向振动固有频率的影响，推导出了井下任意温度时钻柱轴向振动固有频率的计算公式。通过实际算例，分析了井下温度对钻柱轴向振动固有频率的影响。计算结果表明：钻柱轴向振动固有频率随着温度的升高而降低，其降低的幅度随着钻杆长度的增大而增大；当井下温度不超过200℃时，钻柱轴向固有频率的变化幅度不会超过常温下计算值的6．7％。任意温度时钻柱轴向振动固有频率与温度成近似线性关系，可以根据常温下的计算值和温度值通过一个简单的一次函数来计算。     

泡沫钻井液的静液柱压力分析与计算

讨论了泡沫质量和气体压缩性对泡沫密度的影响,推导出了泡沫钻井液静液柱压力计算式,可以方便地估算泡沫钻井时的静液柱压力。同时分析了在常压地层进行泡沫或充气欠平衡压力钻井时所需的气液比。     

钻井液的静止和流动对钻柱弯曲的影响

本文从钻井液流动与静止的根本原因出发，分别讨论了二向应力和三向应力作用下，钻井液的流动与静止对钻柱弯曲的影响，并由此而推导出钻井液流动导致钻柱失稳弯曲的临界泵压，及一些具有普遍意义的结论。     

卡点深度计算中消除摩阻力影响的方法

国内外现有的卡点计算作业方法和计算公式都不可能消除摩阻力的影响,有的计算公式甚至会增大摩阻力的影响。所以现有方法对于垂直井钻柱来说虽然可行,但对于摩阻力很大的定向井钻柱来说,则是很不准确的。分析了传统卡点深度计算方法的原理,指出了现有国内外文献所述方法的具体问题所在。通过分析思考,给出了基本可以消除摩阻力影响的卡点计算作业方法和计算公式。      

欠平衡钻井泡沫水泥浆静液柱压力分析

泡沫水泥固井是欠平衡钻井配套应用的主要技术之一。要想保证全过程的欠平衡状态,在固井时推荐使用泡沫水泥,而且,泡沫水泥浆在气体钻井、易漏地层钻井中得到了广泛的运用。泡沫水泥的静液柱压力是使用该水泥的关键参数,文章讨论了泡沫质量以及温度、压力对泡沫水泥浆密度的影响,推导出了泡沫水泥浆静液柱压力计算公式,利用该式可以方便地估算泡沫水泥固井时的静液柱压力,最后对计算结果进行了简要的分析。     

泡沫充气流体密度及液柱压力的计算方法

利用气体型流体进行欠平衡钻井，或钻易漏地层时，流体密度及井下液柱压力的确定十分重要。文中从钻井现场能够采集的数据入手，介绍了泡沫流体、充气流体密度及液柱压力的计算方法，并开发出相关的计算软件，对泡沫和充气流体钻井设计及现场作业具有一定的指导意义。     

钻井液对钻柱横向振动和稳定性的影响

作者在假设无扶正器的钻柱为均质等截面弹性管、两端为铰支座的条件下,研究了钻井液流动对钻柱横向振动和稳定性的影响,导出了振动的频率方程和失稳的临界方程。钻井液在钻柱内流动将增加钻柱横向振动惯性质量、侧向惯性作用力和诱导钻柱振动。当钻柱的轴向力一定时,钻井液流速增大,钻柱横向振动频率降低。流速大于钻柱振动基频为零的流速时,钻柱将发生失稳现象。     

钻柱在钻井液反馈影响下的横向振动

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。     

井下温度对钻柱横向振动固有频率的影响

在钻柱横向振动固有频率一般表达式的基础上，研究了井下温度对钻柱横向振动固有频率的影响，结果表明：随着温度的逐渐升高，钻往横向振动的固有频率逐渐降低。给出了按常温算得的钻柱横向振动因有频率加上一个修正项来计算井下高温条件下钻柱横向振动段固有频率的具体公式及计算实例。     

定向钻井过程中不同测量间距导致的轨迹误差

常用的测斜计算方法拟合计算出的井眼轨迹与真实井眼轨迹之间存在着误差,该误差有可能导致井眼轨迹不符合设计要求,甚至引起井眼交碰等严重事故的发生,因而认识误差产生的原因并采取措施减小误差就显得十分重要。为此分析了定向钻井过程中不同测量间距（30 m、10 m）计算井眼轨迹曲率拟合轨迹曲线的误差情况,以及不同测量初始井深位置（N1、N1+10 m）的选择所导致的轨迹曲线的误差情况,并得出以下认识：选取适当测量间距（10 m）,可确保在一定长度测量间距内实现测斜计算结果与实钻轨迹的更精确吻合,从而减小测斜计算中井眼轨迹的误差。研究成果对定向井精确中靶、丛式井防碰具有一定的指导意义。     

液动压力对有杆抽油系统的影响

建立了描述有杆抽油系统的数学模型，除考虑抽油杆，油管的运动我，还考虑了油管振动时通过液柱对抽油杆的作用。从理论上研究了油管中的液柱在油管弹性振动下产生的液动压力对抽油杆振动的影响，建立了考虑液柱液动压力的抽油杆振动微分方程，给出了液动压力折算为附加质量的计算式，以及用于有杆抽油系统动态参数诊断，预测的定解条 。给出的数学模型可供有杆抽油系统进行动态参数预测和故障诊断时参考。