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2007年05月16日

刘清友，况雨春，马德坤，吴泽兵

石油学报2001年5月第22卷第3期/ACTA PETROLEISINICA May., 2001, Vol. 22, No. 3，-0001，（）：

-1年11月30日

利用单齿压入与刮切岩石实验建立了钻头与岩石互作用力学模型，实现了对钻头在钻井过程中工作行为的仿真计算;建立了基于研究钻柱—钻头—岩石系统动态行为的动力学模型，可以对钻井过程中钻压、扭矩、转速等参数的动态变化过程进行计算机仿真研究。从仿真结果可以看出，钻头在钻井过程中由于牙齿在井底的交替吃入以及井底本身的凹凸不平造成钻头在井底的纵向振动，其钻压的振幅一般为平均钻压的30% 左右；同时，由于钻头在井底的刮切作用造成了钻头转速以及扭矩的变化，转速的变化相对来说较为平缓。该动力学模型能较好的描述钻柱—钻头—岩石系统的动态行为，对于新型钻头的设计以及钻井力学研究都有着较好的指导意义。

牙轮钻头，动力学，钻柱，岩石，仿真软件

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2007年05月16日

【期刊论文】金刚石和硬质合金复合堆焊在钢齿钻头齿面强化中的应用

刘清友，王龙龙

中国矿业2007年1月第16卷第1期/CHINA MINING MAGAZINE January 2007, Vol. 16, No. 1，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

本文针对目前用于钢齿牙轮钻头齿面强化的国产硬质合金抗冲击能力差、耐磨性不足等问题，以钢齿牙轮钻头基体材料20Ni4Mo作为试验用材，选用具有良好耐磨性能的球形硬质合金和金刚石作为齿面强化材料，采用氧乙炔堆焊工艺完成了钻头基体材料的表面强化研究，从而提高钻头基体材料的表面耐磨性和抗冲击能力。通过模拟钢齿牙轮钻头工作环境，用冲击磨料磨损试验实现对基体材料表面堆焊层的耐磨性检验，为钢齿钻头齿面强化探索一条更为有效的新途径。

钢齿牙轮钻头，齿面强化，硬质合金，金刚石，复合堆焊

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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，（）：

-1年11月30日

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。

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】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，（）：

-1年11月30日

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。

钻头，井壁，碰撞，模型，实验

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2007年05月16日

【期刊论文】旋转控制头密封装置研究

刘清友，杨启明，何霞，金迅

西南石油学院学报2005年6月第27卷第3期/Journal of Southwest Petroleum Institute Jun., 2005, Vol. 27, No. 3，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

旋转动密封装置是旋转控制头轴承总成的关键部件，其性能好坏直接影响旋转控制头的使用寿命。在分析旋转控制头密封现状的基础上，针对目前旋转控制头密封装置存在的主要问题，设计出了一种能够满足不同工况条件下的新型旋转控制头密封装置，该密封能够实现随井底压力变化自动调整组合密封装置密封压力的要求，实现浮动密封，从而提高了旋转控制头密封装置的可靠性和使用寿命。

旋转控制头，密封装置，欠平衡钻井，设计

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