钻柱摩阻扭矩动态分析方法、计算机设备和存储介质技术

技术编号:40802720 阅读:15 留言:0更新日期:2024-03-28 19:27
本发明专利技术提供了一种钻柱摩阻扭矩动态分析方法、计算机设备和存储介质。所述方法包括步骤:获取井身参数、钻柱基本参数和钻井参数;建立全井动力学模型;建立钻柱系统有限元数值模型;针对模拟工况条件,赋予有限元数值模型物理属性,定义服役钻柱的边界条件,得到钻柱系统分析模型;对钻柱系统分析模型进行非线性动力学瞬时响应计算,计算钻柱受到的摩阻扭矩。计算机设备包括:处理器,存储有用于执行上述方法的指令,程序指令由处理器执行。存储介质上存储被处理器执行时实现上述方法的计算机程序指令。本发明专利技术考虑了复杂的边界条件,继承了有限元法在钻柱摩阻扭矩的计算上的精度优势,能够为现场解决钻井设计、钻井参数优化等问题提供参考依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油勘探开发,具体来讲,涉及钻柱摩阻扭矩动态分析方法、计算机设备和存储介质


技术介绍

1、现有的钻柱摩阻扭矩分析模型,多将钻具视作单一软杆或刚杆,鲜有考虑钻具屈曲的影响,致使钻柱摩阻扭矩的预测结果有较大的误差,不利于水平井极限延伸、钻压传递和钻井安全。尤其在大位移井的设计和钻进过程中,摩阻扭矩计算显得至关重要,关系到大位移井钻井的成功与否,制约着钻井各个阶段的钻井时效。

2、为了能够准确计算摩阻扭矩,国内外学者先后提出了多种理论和计算方法,主要有:软杆模型、刚杆模型、连续梁模型、有限元仿真和机器学习等。1983年,johancsik在忽略钻柱刚度的基础上提出“软杆模型”,以计算井下钻柱的摩阻扭矩,此后大量学者基于软杆模型开展了研究,对模型进行修正和发展。1988年,ho认为钻柱刚度参数对计算摩阻扭矩有较大影响,并以此为基础建立了摩阻扭矩计算刚杆模型。李子丰结合动力学和流体力学,对刚杆模型进行了改进。白家祉相继提出了2d和3d的连续梁模型,用以预测不同钻具组合条件下的摩阻扭矩。刘清友等人以钻柱不同振动模式为出发点,对摩阻扭矩的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述井身参数包括井身长度、井斜角和方位角中的至少一种;

3.根据权利要求2所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述钻柱材料参数包括切边模量、弹性模量和泊松比中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述建立全井动力学模型的步骤包括:

5.根据权利要求4所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述钻柱单元的受力分析离散方程式组包括:

6.根据权利要求4所...

【技术特征摘要】

1.一种钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述井身参数包括井身长度、井斜角和方位角中的至少一种;

3.根据权利要求2所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述钻柱材料参数包括切边模量、弹性模量和泊松比中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述建立全井动力学模型的步骤包括:

5.根据权利要求4所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述钻柱单元的受力分析离散方程式组包括:

6.根据权利要求4所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,所述接触力由下式确定,

7.根据权利要求1所述的钻柱摩阻扭矩动态分析方法,其特征在于,基于计算软件建立所述钻柱系统有限元数值模型,所述钻柱系统有限元数值模型包括井壁、钻柱、pdc钻头和岩石模块...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘伟钱浩东张治发张果彭陶钧张帆汤明谢寅溥陈星玮金亮
申请(专利权)人:中国石油天然气集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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