基本介紹
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
《鑽井系統動力學仿真研究及套用》構建了包括鑽井系統動力學建模、鑽頭及鑽柱動靜態特性分析、鑽柱與井壁接觸問題、井眼軌跡預測與控制問題等內容的鑽井系統動力學行為理論體系；分別建立了基於鑽柱、BHA、鑽頭、井底岩石、井壁等相互作用下的鑽井系統動力學模型、鑽頭在鑽井過程中的位移模型和井眼軌跡預測模型等，並根據所建多重數學模型，開展了確定性與隨機性、連續變數與離散變數耦合作用的大型非線性系統的數值求解方法研究；
作者簡介
劉清友．男，l965年10月出生於重慶開縣。1 986年畢業於西南石油大學礦機專業，隨後留校任教。1 991年獲得重慶大學機械工程碩士學位，1 997年獲得西南石油大學博士學位，1 999年完成了在重慶大學機械傳動國家重點實驗室的博士後研究工作。現擔任西南石油大學研究生部主任，為西南石油大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室固定研究人員、學術骨幹，教授．博士生導師。 先後主持了國家863、國家支持計畫、國家自然科學基金、教育部、三大石油公司和四川省等各類基金項目26項．其他各類研究項目30餘項；已獲得省部級科技進步一等獎2項、二等獎2項，三等獎3項：獲得國家專利22項；開發了具有自主智慧財產權的專用仿真軟體6套：發表論文l 40餘篇，其中被三大檢索機構收錄53篇：參加國際學術會議8次，大會特邀報告3次：撰寫專著3部，先後獲得“新世紀百千萬人才工程”國家級人選、 “國務院政府津貼專家” 、“四川省學術和技術帶頭人”、 ”四川省科技創新優秀人才獎”、“四川省有突出貢獻的優秀專家”、“孫越崎科技教育基金第十一屆能源科學技術獎青年科技獎”、四川省第六屆“高校十佳青年教師”、“四川省青年科技獎”等榮譽稱號。
孟慶華，女1975年11月出生於黑龍江省．博士。2004年獲得哈爾濱師範大學理學專業碩士學位，2007年獲得東北林業大學機電工程學院工學博士學位。目前正在西南石油大學石油與天然氣工程科研流動站從事博士後研究工作．主要從事系統動態性能分析與數值模擬方面科研工作。參與科研課題7項．其中國家級科研課題3項，省部級科研課題4項。
圖書目錄
序
前言
第一章 緒論
§1.1 鑽井系統概述
§1.2 鑽井系統動力學概述
參考文獻
第二章 鑽柱幾何非線性動力學研究
§2.1 直井段鑽柱幾何非線性動力學分析
2.1.1 基本假設
2.1.2 鑽柱系統動力學的直線梁格式
2.1.3 直線梁位移函式
2.1.4 直線梁鑽柱單元剛度矩陣
2.I.5 直線梁鑽柱單元質量矩陣
2.1.6 直線梁鑽柱單元阻尼矩陣
2.1.7 直線梁鑽柱單元組集整體矩陣
2.1.8 直線梁鑽柱的三維坐標轉換
§2.2 曲井段鑽柱幾何非線性動力學分析
2.2.1 曲線梁位移函式
2.2.2 鑽柱系統動力學的曲線梁格式
2.2.3 曲線梁鑽柱單元剛度矩陣
2.2.4 曲線梁鑽柱單元質量矩陣和阻尼矩陣
參考文獻
第三章 鑽柱參考構形及初始問題研究
§3.1 基於數學描述的鑽柱參考構形分析
3.1.1 鑽柱參考構形問題描述
3.I.2 鑽柱參考構形軸線位置坐標插值函式
3.1.3 鑽柱參考構形軸線位置坐標的導函式
3.1.4 鑽柱參考構形軸線的曲率和撓率
§3.2 基於數學描述的鑽柱初始問題分析
3.2.1 初位移的計算
3.2.2 單兀畸變的計算
3.2.3 單元內初始內力的等效節點力
參考文獻
第四章 井眼內鑽柱與井壁接觸非線性動力學研究
§4.1 鑽柱接觸碰撞非線性動力學分析
4.1.1 接觸碰撞非線性問題
4.1.2 鑽柱與井壁接觸碰撞定解條件
4.1.3 接觸非線性動力學有限元格式
§4.2 基於元胞自動機的鑽柱非線性動力學研究
4.2.I 元胞自動機基本理論
4.2.2 基於元胞自動機的鑽柱非線性動力學求解方法
4.2.3 元胞自動機計算實例
參考文獻
第五章 基於鑽柱動力學氣體鑽井防斜技術研究
§5.1 氣體鑽井井斜機理分析
§5.2 氣體鑽井防斜技術
§5.3 氣體鑽井下部鑽具組合有限元分析
5.3.1 氣體鑽井中鑽柱動力學的有限元分析
5.3.2 氣體鑽井中下部鑽具組合動力學分析
§5.4 氣體鑽井鑽柱動力學特性仿真結果分析
參考文獻
第六章 小井眼側鑽水平井鑽柱動力學分析
§6.1 鑽柱摩阻模型建立
6.1.I 基本假設與坐標系的建立
6.1.2 建立模型
6.1.3 旋轉鑽進狀態時的摩阻模型
6.1.4 複合運動摩阻係數的確定
6.1.5 黏滯力數學模型
§6.2 小井眼側鑽水平井鑽柱動力學分析
6.2.1 鑽柱系統動力學模型的建立
6.2.2 鑽柱的外載荷
6.2.3 結構動力學非線性方程
6.2.4 鑽柱與井壁接觸的動力學模型
§6.3 動力學模型的邊界條件
6.3.l 上端邊界條件
6.3.2 下端邊界條件
§6.4 小井眼側鑽水平井動力學評價系統軟體
6.4.1 評價系統軟體設計
6.4.2 各個模組功能說明
6.4.3 軟體運行環境
§6.5 小井眼側鑽水平井鑽柱仿真分析
6.5.l 小井眼側鑽水平井鑽柱靜力學仿真分析
6.5.2 小井眼側鑽水平井鑽柱動力學仿真分析
參考文獻
第七章 基於多自由度牙輪鑽頭動力學的井眼軌跡研究
§7.1 岩石物理力學性能試驗研究
7.1.1 嘉陵江灰岩的物性描述
7.1.2 岩石抗拉強度測定
7.1.3 岩石單軸抗壓強度試驗
7.1.4 岩石三軸強度試驗
7.1.5 岩石的硬度和塑性係數測定
7.1.6 岩石的可鑽性測定
7.1.7 嘉一灰岩力學性能分析
§7.2 鑽頭破岩機理研究
7.2.1 分析破岩應力的理論基礎
7.2.2 岩石在不同硬質合金鑲齒壓人時的應力分布
7.2.3 岩石在不同齒形壓人時破碎的基本特點
§7.3 牙輪鑽頭幾何模型
7.3.1 坐標系的建立
7.3.2 牙輪上任一點的幾何學基本方程
7.3.3 牙輪結構仿真模型
§7.4 九自由度牙輪鑽頭動力學模型
7.4.1 三牙輪鑽頭動力學模型
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 鑽頭動坐標變換
7.5.3 鑽頭位移模型
§7.6 基於牙輪鑽頭動力學的井眼軌跡模擬
7.6.1 計算方法
7.6.2 仿真試驗與結果分析
參考文獻
第八章 基於小波分析的井眼軌跡預測模型
第九章 鑽井系統動力學及井眼軌跡模擬研究
附錄1 曲線梁形函式中非零元素表達式
附錄2 常用小波函式的主要性質
附錄3 仿真數據
……
