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2007年05月16日

【期刊论文】有杆抽油泵系统工作行为仿真研究

刘清友, 王海兰, 刘富

石油学报2004年5月第25卷第3期/ACTA PETROLEI SINICA May., 2004, Vol. 25, No. 3,-0001,():

摘要

根据系统动力学理论建立了抽油机、抽油泵、杆管柱及其互作用系统力学数学模型,并建立了相应的仿真模型。在此基础上,利用模块化编程的原理开发了有杆抽油泵系统工作行为仿真软件,建立了油井、泵阀、原油物性、抽油机数据库,对不同工况、不同抽汲参数及不同系统配置情况下的抽油泵系统工作性能进行了仿真。采用单元实验与现场测试相结合的方法验证了仿真模型及仿真软件,计算结果符合生产实际,具有较高的实用价值。

关键词: 有杆抽油泵系统, 数学模型 工作行为, 仿真计算, 软件开发

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2007年05月16日

【期刊论文】钻头与井壁碰撞模型的建立及分析

刘清友, 钟青, 黄本生

石油机械2001年第29卷第6期,-0001,():

摘要

钻井过程中,钻柱的振动使钻头与井壁产生的碰撞是钻头和钻柱早期失效的主要原因。通过建立钻头与井壁的碰撞模型,将碰撞简化为两个圆柱筒之间的碰撞,利用冲量定理和实验方法获得的钻头与井壁碰撞时的恢复系数及钻头碰撞前的速度,可计算出钻头与岩石碰撞后的速度和碰撞时产生的碰撞力。摸清钻头与井壁之间的碰撞规律,为有效预防钻头与钻柱的早期失效,预测井眼轨迹,有效提高钻井效率提供了理论依据。

关键词: 钻头, 井壁, 碰撞, 模型 实验

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2007年05月16日

【期刊论文】牙轮钻头动力学模型的建立与仿真分析

刘清友, 马德坤

石油机械1998年第26卷第11期,-0001,():

摘要

在牙轮钻头几何学、运动学和钻头与岩石互作用静力学模型的基础上,对钻进过程进行适当简化后,建立了牙轮钻头动力学模型,主要包括钻头纵向动力学模型、钻头横向动力学模型和钻头扭转振动模型。在建立钻头动力学模型的基础上,完成了牙轮钻头动力学仿真分析软件的设计,利用该软件实现了对牙轮钻头动力学仿真分析计算,并与静力学模型的仿真计算结果进行分析对比,得出了影响钻头、钻柱动力学性能的因素除与钻头结构、牙齿结构、岩石性质和钻井参数有关外,还与钻具结构和钻具的组合形式有较大关系等结论。

关键词: 牙轮钻头, 动力学, 仿真, 模型

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2007年05月16日

【期刊论文】盘式单牙轮钻头破岩机理仿真研究

刘清友, 王国荣, 牛再举

四川大学学报(工程科学版)2003年9月第35卷第5期/JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE EDITION) Sept., 2003, Vol. 35, No. 5,-0001,():

摘要

在适当的假设条件之下,建立了盘式单牙轮钻头破岩机理仿真模型,并在此基础上开发出盘式单牙轮钻头破岩机理仿真软件。通过将仿真模型的计算结果与西南石油学院钻头研究室部分台架实验结果进行对比,验证了该仿真模型的正确性。完成了不同钻井参数、不同钻头结构和不同岩石性能等条件下盘式单牙轮钻头破岩机理仿真分析,为盘式单牙轮钻头的设计提供了理论依据。

关键词: 盘式单牙轮钻头, 破岩机理, 模型 计算机仿真

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2007年05月16日

【期刊论文】牙轮钻头动力学特性仿真研究

刘清友, 祝效华, 童华

石油学报2004年7月第25卷第4期/ACTA PETROLEI SINICA July., 2004, Vol. 25, No. 4,-0001,():

摘要

研究了钻井过程中钻柱、钻头、岩石相互作用下的牙轮钻头动力学特性。根据汉弥尔顿原理和有限单元法,建立了全井钻柱纵向、横向扭转耦合振动动力学模型。在大量单元实验的基础上,建立了牙轮钻头与岩石相互作用力学模型。从系统动力学的角度出发,建立了基于钻柱、岩石相互作用下的牙轮钻头动力学模型。研究了牙轮钻头非线性系统模型的数值求解方法,编制了钻头动力学特性仿真分析软件,在不同钻井操作参数、钻具(钻柱、钻头)几何参数、地层性质条件下,对牙轮钻头动力学特性进行了仿真。明确了钻井过程中井下钻柱及钻头的运动规律、动力学特性、失效机理,为科学合理地预测和控制井眼轨迹提供了理论依据和技术手段。

关键词: 牙轮钻头, 动力学特性, 钻柱, 耦合振动, 岩石, 相互作用, 数学模型 仿真软件

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2007年05月16日

【期刊论文】井下封隔器接触有限元模型研究

刘清友, 黄云, 湛精华, 张祥来

钻采工艺2005年3月第28卷第2期/DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Mar., 2005, Vol. 28, No. 2,-0001,():

摘要

在材料、几何非线性接触问题原理上,通过对现有井下Y341-148型封隔器及其类似产品的相关研究,从系统的角度出发,建立了封隔器系统线性及非线性接触有限元分析模型,进一步完善了井下封隔器理论,并为开发井下封隔器工作行为仿真分析软件奠定了理论基础,具有较高的理论意义和实用价值。

关键词: 封隔器, 工作机理, 模型建立, 接触有限元

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2007年05月16日

【期刊论文】钻柱扭转振动模型的建立及求解

刘清友, 马德坤, 钟青

石油学报ACTA PETROLEISINICA 2000年3月第21卷第2期,-0001,():

摘要

在建立了牙轮钻头与井底岩石互作用模型的基础之上,将钻头与井底岩石互作用力矩作为钻柱的下端边界条件。在适当简化的条件下,利用弹性杆理论和单元法,建立了在钻井过程中由于钻头与岩石互作用和钻柱弹性变形而导致钻柱产生扭转振动的动力学模型。在给定初始条件和边界条件的情况下,采用数值计算方法求解了钻柱扭振模型。为进一步弄清钻头、钻柱在井底的实际运动规律和动力学性能,控制井眼轨迹,预防钻杆早期失效奠定了理论基础。

关键词: 钻柱, 岩石, 钻头, 动力学, 扭振, 模型

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2007年05月16日

【期刊论文】钻柱纵向振动模型的建立及求解方法

刘清友, 马德坤, 汤小文

西南石油学院学报1998年11月第20卷第4期/Journal of Southwest Petroleum Institute No., 1998, Vol. 20, No. 4,-0001,():

摘要

在牙轮钻头与井底岩石互作用模型的基础之上,将钻头在井底作纵向往复运动的位移作为钻柱纵向振动的下端边界条件,在适当简化的条件下,利用弹性杆理论和单元法建立了钻柱在钻井过程中由于钻头与岩石互作用及钻柱的弹性变形而导致钻柱产生纵向振动的动力学模型在给定初始条件和边界条件的情况下,采用数值计算方法求解了钻柱纵振模型。为进一步弄清钻头、钻柱在钻井过程中的实际运动规律和动力学性能,改进钻头、钻柱的设计方法,预防钻头、钻柱早期失效奠定了基础。

关键词: 钻头, 钻柱振动, 模型 计算方法, 计算机化仿真

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