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三维曲井内钻柱非线性屈曲分析平衡方程

谈梅兰  甘立飞  
【摘要】:随着钻井技术的不断进步,油气井已由早期的铅直井发展成了当今的斜直井,水平井,平面曲井,甚至三维空间曲线形状曲井.井内钻柱屈曲性能的研究对钻井工程的成败尤为重要,迫切需要建立分析三维曲井内钻柱屈曲性能的平衡方程.本文基于Love的空间弯扭杆平衡方程,考虑到井壁的径向约束条件,导出了一套用于三维曲井内钻柱非线性屈曲分析的平衡方程.公式引入了三维曲井的井眼轴线曲率和挠率所带来的影响.对于径向受井壁约束的钻柱,上端同时作用有轴向压力和扭矩,并计及自重,给出了非线性屈曲分析平衡方程的详细推导过程.值得注意的是,现有文献中用于分析直井和平面曲井内钻柱屈曲性能的平衡方程,可由三维空间曲井内钻柱非线性屈曲分析平衡方程退化得到.期望本文导出的平衡方程能为工程上三维曲井内钻柱的非线性屈曲分析提供理论基础.

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