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2007年05月16日

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

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】牙轮钻头纵向横向扭转振动动力学仿真研究

刘清友，朱才朝，谢永春，秦大同

机械工程学报2002年2月第38卷第2期/CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Feb., 2002, Vol. 38, No. 2，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

随着石油资源钻探难度的不断加大，有效地预测和控制井下钻头和钻柱动力学性能和运动规律，以提高钻头和钻柱的强度，实现对井眼轨迹的精确控制是目前钻井工程中的拟解决的关键技术难题。根据牙轮钻头的实际振动状态，分析了钻头产生各种振动的机理，讨论了钻头～岩石互作用力，用能量法建立了考虑牙轮钻头纵向、横向、扭转三个方向振动相互耦合的系统动力学模型，并结合实例对牙轮钻头系统进行了动态仿真。

牙轮，钻头，动力学，仿真

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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，（）：

-1年11月30日

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。

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】钻井用钻头和钻柱扭转振动的仿真分析

刘清友

，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

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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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