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题名超深井钻柱动态疲劳失效特征及参数优选
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作者
王文昌
徐祖凯
周星
王昭彬
陈锋
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机构
上海大学力学与工程科学学院
上海市应用数学和力学研究所
上海大学机电工程与自动化学院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期118-125,共8页
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基金
国家自然科学基金面上项目“考虑隔水管耦合作用的超深水超深曲井钻柱动力学研究”(编号:52174003)
国家自然科学基金石油化工联合基金重点项目“超深井钻柱非线性动力学及动态安全性基础理论研究”(编号:U1663205)
国家自然科学基金面上项目“特深井“钛-钢”复合钻柱动态安全性及异型材质接头失效机理研究”(编号:52374008)联合资助。
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文摘
随着油气勘探深度不断增大,超深井钻柱井下振动更加复杂,应力状态随时间变化显著,为保障超深井钻柱的安全性,开展了受空间挠曲井筒约束超细长钻柱的动态疲劳失效特征研究,并进行钻柱结构及工作参数优选。基于实际井眼轨迹,考虑钻柱与井壁的碰撞特征,通过有限元仿真分析,得到全井钻柱动力学特性;根据疲劳损伤累积理论,研究了超深井全井钻柱在非对称循环变幅应力状态下的疲劳强度;结合现场实例,研究了超深井钻柱的危险截面,分析了钻柱疲劳强度随转速、钻压和稳定器安装位置的变化规律。研究表明:钻压和高转速对钻柱疲劳强度的影响较大,低转速对钻柱疲劳强度的影响较小;稳定器可以大幅降低底部钻具组合疲劳失效的概率,而且稳定器安装位置对钻柱疲劳强度的影响较为显著。研究结果为超深井钻柱组合结构参数和钻井参数优选提供了理论依据。
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关键词
超深井
钻柱
动态应力
碰撞接触
疲劳强度
参数优选
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Keywords
ultra-deep well
drill string
dynamic stress
collision contact
fatigue strength
parameter optimization
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分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
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