深井、超深井钻柱的非线性动力学特性分析

项目名称： 深井、超深井钻柱的非线性动力学特性分析

项目编号： No.51174130

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 冶金与矿业学科

项目作者： 狄勤丰

作者单位： 上海大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 进入21世纪后，深井、超深井技术发展迅速，与之相关的钻柱失效问题也备受关注。本研究针对深井、超深井钻柱工作环境的特殊性，基于哈密顿原理建立钻柱动力学分析模型，并根据实际井眼的复杂空间三维形态和钻柱超长细比特性所带来的钻柱双重非线性特征，有机结合直梁单元和曲梁单元，利用有限元节点迭代法求解具有复杂边界条件的钻柱动力学模型，研究考虑钻柱变形、接触位置和碰摩特征的新型接触非线性算法，使其充分反映钻柱与井壁之间的动态碰摩接触关系。探讨以底部钻具组合动力学响应为激励的全井钻柱动力学特性分析方法。详细描述深井、超深井钻柱的动态特征，分析结构参数、施工参数对钻柱动态应力的影响规律。研究钻柱动态安全因子表示方法，探讨深井、超深井钻柱动态安全性。研究以动态安全性为目标函数的钻柱结构参数和施工参数优化方法，为降低深井、超深井动态应力、提高钻柱安全性提供有效工具。形成深井、超深井钻柱动力学特性仿真分析平台。

中文关键词： 钻柱；动力学；动态安全性；超深井；仿真平台

英文摘要：

英文关键词： Drill String；Dynamics；Dynamic Safety；Ultra-deep well；Simulation platform