石油钻柱的动态安全评价分析方法

在钻柱动力学模型的基础上,运用有限元法仿真模拟钻柱的动力学特性,计算钻柱动态应力,提出了钻柱动态安全判断准则,并计算了单扶正器钻柱和多扶正器钻柱的动态安全系数。结果表明:钻柱涡动特性直接关系到钻柱的动态安全,危险截面主要分布在中和点以下的下部钻具组合部分。合理地调整转盘转速和安放扶正器,可以降低钻柱的动态应力,提高钻柱的动态安全系数。钻柱动态安全系数能够反映钻柱井下运动情况,是衡量钻柱动态安全的重要指标。     

双台肩钻杆接头三维力学分析

建立了双台肩钻杆接头的三维有限元模型,利用显式动力学有限元方法分析了双台肩钻杆接头在上扣扭矩、轴向拉力和弯矩作用下的力学特性。相比二维轴对称模型,三维有限元模型可以考虑螺纹的螺旋升角,有效地模拟螺纹接头的上扣特性。计算结果表明,上扣扭矩的作用使得接头在螺纹牙、主台肩、副台肩处产生一定的预紧力,从而实现公扣、母扣间的过盈配合;轴向拉力使得螺纹牙上的接触压力上升而主台肩、副台肩上的接触压力下降,这一方面加重了螺纹牙的负担,另一方面也影响了接头的密封性能;在弯矩的作用下,钻杆接头的应力分布呈现出明显的非对称特性。此外,在上扣扭矩和轴向拉力作用下,各螺纹牙的承载很不均匀,两端的几牙螺纹承担了大部分的载荷,而中间段螺纹牙仅承担了小部分载荷。     

浅层水平井管柱可下入性分析及下入过程的可视化

浅层水平井作业管柱下入过程中经常遇到管柱下入遇阻,甚至无法下入或者下入到目的层后井下工具无法正常工作的情况,因此有必要在作业管柱下入前对管柱的可下入性以及下入后井下工具的工作情况做出评估,尽可能减小风险。针对这些问题,文中采用有限元节点迭代方法对具有超长细比管柱的下入过程进行了分析,阐述了以测量数据和计算数据为依据的管柱下入过程的三维显示方法。结果表明,采用文章提出的方法不但可以对管柱的可下入性进行分析,而且实现了管柱下入过程的三维可视化。