钻具纵横弯曲非线性有限元分析及临界钻压研究

"下部钻具纵横弯曲非线性有限元分析 (2002年)" 在石油钻井工程中，下部钻具的力学性能和行为对于井眼轨迹的控制至关重要。这篇论文聚焦于钻具在钻压和自重作用下的非线性弯曲问题。作者运用虚功原理推导了钻具在集中载荷（钻压）和均布载荷（自重分力）下的纵向弯曲几何刚度阵，并结合间隙元理论分析了钻具的纵横弯曲及接触非线性效应。 钻具的纵向和横向弯曲是非线性问题，因为它们涉及到复杂的接触和变形情况。文章指出，纵向弯曲会增加钻具的横向变形，且钻压引起的弯曲程度远大于由自重产生的弯曲。当钻压达到一定阈值，即临界钻压，钻具将进入不稳定工作状态，导致井眼轨迹难以控制。临界钻压与井斜角有直接关系，井斜角越大，临界钻压也相应增加。 论文通过工程实例验证了所提出的计算公式，结果与实际钻井情况相符，证明了这种方法在分析钻具非线性弯曲问题上的有效性。利用有限元法，可以更准确地模拟钻具在不同工况下的受力状态，有助于优化钻具设计和改进井眼轨迹控制策略。 关键词涉及的领域包括下部钻具的力学特性、纵横弯曲分析、有限元方法以及非线性力学问题。这些概念在石油工程中具有重要意义，因为它们直接影响到钻井效率和井眼质量。论文的研究成果提供了新的有限元列式，为钻具受力分析提供了更精确的工具，对于提升钻井工程的安全性和经济性具有实际价值。 中图分类号π821，文献标识码A，文章编号1α)()-1891(2∞2)02一∞64-04，表明这是一篇关于工程技术领域的学术论文，可能对从事钻井工程、石油地质、机械工程等专业的研究人员有很高的参考价值。