鉆井系統(tǒng)動力學(xué)仿真研究及應(yīng)用

序
前言
第一章 緒論
§1.1 鉆井系統(tǒng)概述
§1.2 鉆井系統(tǒng)動力學(xué)概述
參考文獻(xiàn)
第二章 鉆柱幾何非線性動力學(xué)研究
§2.1 直井段鉆柱幾何非線性動力學(xué)分析
2.1.1 基本假設(shè)
2.1.2 鉆柱系統(tǒng)動力學(xué)的直線梁格式
2.1.3 直線梁位移函數(shù)
2.1.4 直線梁鉆柱單元剛度矩陣
2.1.5 直線梁鉆柱單元質(zhì)量矩陣
2.1.6 直線梁鉆柱單元阻尼矩陣
2.1.7 直線梁鉆柱單元組集整體矩陣
2.1.8 直線梁鉆柱的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
§2.2 曲井段鉆柱幾何非線性動力學(xué)分析
2.2.1 曲線梁位移函數(shù)
2.2.2 鉆柱系統(tǒng)動力學(xué)的曲線梁格式
2.2.3 曲線梁鉆柱單元剛度矩陣
2.2.4 曲線梁鉆柱單元質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣
參考文獻(xiàn)
第三章 鉆柱參考構(gòu)形及初始問題研究
§3.1 基于數(shù)學(xué)描述的鉆柱參考構(gòu)形分析
3.1.1 鉆柱參考構(gòu)形問題描述
3.1.2 鉆柱參考構(gòu)形軸線位置坐標(biāo)插值函數(shù)
3.1.3 鉆柱參考構(gòu)形軸線位置坐標(biāo)的導(dǎo)函數(shù)
3.1.4 鉆柱參考構(gòu)形軸線的曲率和撓率
§3.2 基于數(shù)學(xué)描述的鉆柱初始問題分析
3.2.1 初位移的計算
3.2.2 單兀畸變的計算
3.2.3 單元內(nèi)初始內(nèi)力的等效節(jié)點(diǎn)力
參考文獻(xiàn)
第四章 井眼內(nèi)鉆柱與井壁接觸非線性動力學(xué)研究
§4.1 鉆柱接觸碰撞非線性動力學(xué)分析
4.1.1 接觸碰撞非線性問題
4.1.2 鉆柱與井壁接觸碰撞定解條件
4.1.3 接觸非線性動力學(xué)有限元格式
§4.2 基于元胞自動機(jī)的鉆柱非線性動力學(xué)研究
4.2.1 元胞自動機(jī)基本理論
4.2.2 基于元胞自動機(jī)的鉆柱非線性動力學(xué)求解方法
4.2.3 元胞自動機(jī)計算實例
參考文獻(xiàn)
第五章 基于鉆柱動力學(xué)氣體鉆井防斜技術(shù)研究
§5.1 氣體鉆井井斜機(jī)理分析
§5.2 氣體鉆井防斜技術(shù)
§5.3 氣體鉆井下部鉆具組合有限元分析
5.3.1 氣體鉆井中鉆柱動力學(xué)的有限元分析
5.3.2 氣體鉆井中下部鉆具組合動力學(xué)分析
§5.4 氣體鉆井鉆柱動力學(xué)特性仿真結(jié)果分析
參考文獻(xiàn)
第六章 小井眼側(cè)鉆水平井鉆柱動力學(xué)分析
§6.1 鉆柱摩阻模型建立
6.1.1 基本假設(shè)與坐標(biāo)系的建立
6.1.2 建立模型
6.1.3 旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)狀態(tài)時的摩阻模型
6.1.4 復(fù)合運(yùn)動摩阻系數(shù)的確定
6.1.5 黏滯力數(shù)學(xué)模型
§6.2 小井眼側(cè)鉆水平井鉆柱動力學(xué)分析
6.2.1 鉆柱系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立
6.2.2 鉆柱的外載荷
6.2.3 結(jié)構(gòu)動力學(xué)非線性方程
6.2.4 鉆柱與井壁接觸的動力學(xué)模型
§6.3 動力學(xué)模型的邊界條件
6.3.l 上端邊界條件
6.3.2 下端邊界條件
§6.4 小井眼側(cè)鉆水平井動力學(xué)評價系統(tǒng)軟件
6.4.1 評價系統(tǒng)軟件設(shè)計
6.4.2 各個模塊功能說明
6.4.3 軟件運(yùn)行環(huán)境
§6.5 小井眼側(cè)鉆水平井鉆柱仿真分析
6.5.l 小井眼側(cè)鉆水平井鉆柱靜力學(xué)仿真分析
6.5.2 小井眼側(cè)鉆水平井鉆柱動力學(xué)仿真分析
參考文獻(xiàn)
第七章 基于多自由度牙輪鉆頭動力學(xué)的井眼軌跡研究
§7.1 巖石物理力學(xué)性能試驗研究
7.1.1 嘉陵江灰?guī)r的物性描述
7.1.2 巖石抗拉強(qiáng)度測定
7.1.3 巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗
7.1.4 巖石三軸強(qiáng)度試驗
7.1.5 巖石的硬度和塑性系數(shù)測定
7.1.6 巖石的可鉆性測定
7.1.7 嘉一灰?guī)r力學(xué)性能分析
§7.2 鉆頭破巖機(jī)理研究
7.2.1 分析破巖應(yīng)力的理論基礎(chǔ)
7.2.2 巖石在不同硬質(zhì)合金鑲齒壓人時的應(yīng)力分布
7.2.3 巖石在不同齒形壓人時破碎的基本特點(diǎn)
§7.3 牙輪鉆頭幾何模型
7.3.1 坐標(biāo)系的建立
7.3.2 牙輪上任一點(diǎn)的幾何學(xué)基本方程
7.3.3 牙輪結(jié)構(gòu)仿真模型
§7.4 九自由度牙輪鉆頭動力學(xué)模型
7.4.1 三牙輪鉆頭動力學(xué)模型
7.4.2 接觸齒受力模型
§7.5 井眼軌跡仿真模型
7.5.1 井底和井壁幾何模型描述
7.5.2 鉆頭動坐標(biāo)變換
7.5.3 鉆頭位移模型
§7.6 基于牙輪鉆頭動力學(xué)的井眼軌跡模擬
7.6.1 計算方法
7.6.2 仿真試驗與結(jié)果分析
參考文獻(xiàn)
第八章 基于小波分析的井眼軌跡預(yù)測模型
第九章 鉆井系統(tǒng)動力學(xué)及井眼軌跡模擬研究
附錄1 曲線梁形函數(shù)中非零元素表達(dá)式
附錄2 常用小波函數(shù)的主要性質(zhì)
附錄3 仿真數(shù)據(jù)