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2009年08月07日

刘巨保，丁皓江，张学鸿

计算力学学报，2002，19（4）：456～461，-0001，（）：

-1年11月30日

为了描述钻柱与井壁的随机碰撞接触状态，本文构造了动力间隙元，并推导了动力间隙元的相对压缩量和迭代求解格式。把动力间隙元与梁单元相结合，采用Newmark直接积分法和冲量定理，进行了钻柱碰撞接触非线性瞬态动力学分析。经工程应用表明，构造的动力间隙元能够描述钻柱的碰撞接触状态，所设计的偏心防斜钻具已在大庆油田得到应用，取得了明显的经济和社会效益。

钻柱，非线性，动力学，碰撞接触，有限元

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2009年08月07日

【期刊论文】Application of gap element to nonlinear mechanics analys is of drills tring*

刘巨保， LIU Ju-bao， DING Hao-jiang， ZHANG Xue-hong

Journal of Zhejiang University SCIENCE, 2002, 4 (3): 440-444，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

This paper presents a nonlinear finite element method to resolve the problemof the nonlinear contact between the drillstring and hole wall by using a Multi directional Contact Gap lement(MCGE)contacting at appropriate positions in each beam element.The method was successfully applied to the Daqing Oil Field GP1 well.It was shown that the drillstring's contact resistance at any well depth could be obtained by calculations and that as the error in the calculation of the hole top load is below 10%,the calculation result can provide theoretical basis for the design and operation of drillstrings.

Drillstring,， Contact non-line,， Finite element,， Horizontal well

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2009年08月07日

【期刊论文】小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用*

刘巨保，张学鸿，焦洪柱

石油学报，2000，21（6）：77～82，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

考虑小井眼细长钻柱沿井深和井眼圆周方向的随机接触碰撞，建立了钻柱瞬态动力学模型。运用动力间隙元不仅能合理描述钻柱与井壁的接触碰撞过程，还能考虑井壁变形和泥饼的能量吸收，井用Newmark法求解钻柱动力学平衡方程。通过钻井全尺寸模型装置上的钻柱动力学试验，对理论计算结果进行了验证，也为钻头干扰力确定提供了依据。经大庆油田14口小井眼井应用表明，由钻柱动力学分析所设计的钻柱结构没有发生井下断钻具事故，防斜性能也比较好，机械钻速得到明显提高。

小井眼钻井，钻柱，动力学，模型，试验

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2009年08月07日

【期刊论文】间隙元在钻柱接触非线性力学分析中的应用1）

刘巨保

力学与实践，2003，25（4）：45～47，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

为了描述钻柱与井壁的接触摩擦非线性问题，构造了多向接触摩擦间隙元，并进行了理论公式推导，把多向接触摩擦间隙元与梁单元相结合，建立了钻柱接触和几何非线性有限元分析方法，经大庆油田GP1水平井应用表明，该方法能够求出钻柱在不同井深处的接触摩阻力，其井口悬重计算误差低于IO%，为钻柱设计和现场施工提供了可靠的理论依据。

钻柱，接触非线性，有限元，水平井

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2009年08月07日

【期刊论文】水平井分流压裂管柱设计与力学分析

刘巨保，刘巨保*，张学鸿，朱振锐，季海波

天然气工业，1998，18（2）：46～48，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

国内对水平井进行分流压裂施工尚属首次**，压裂管柱设计及力学分析是压裂施工的关键技术问题之一。水平井压裂管柱在井眼曲率作用下随井身产生初始弯曲，弯曲后的压裂管柱在温度、自重、内外压力和局部集中力的综合作用下再次产生变形，变形后的压裂管柱必将与套管内壁产生接触，这种接触状态随井深和井眼圆周方向随机分布，是一种随机的多向接触摩擦非线性问题。文中将运用“多向接触摩擦间隙元法”对这一问题求解，并结合大庆油田水平井分流压裂管柱工程实例，进行了受力变形计算，给出了不同工作状况下压裂管柱与套管内壁的接触摩擦状态、管柱下端变形、井口载荷以及管柱任一截面处的内力和应力，为压裂管柱的设计和施工提供了可靠的理论依据。经现场试验表明，井口载荷的理论计算值与实测值的相对误差均在13%以内，完全满足于工程的需要，并在水平井中成功地实施了大型分流压裂作业。

水平井，分相流动，压裂，　管柱，受力分析

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