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超深井条件下钻柱使用深度极限的研究
科学超深井钻探技术是配合地球深部探测科学研究而形成并发展起来的一门新兴技术领域。而钻柱是超深井钻井中的关键因素,其不仅为钻头传递钻压和扭矩,同时也是传递钻井液的通道。
钻柱在超深井中主要承受轴向拉压力、剪切应力及外挤压力,其中对钻柱使用深度极限起决定性作用的是轴向拉力。本文正是以轴向拉力为基础建立了超深井条件下钻柱的强度条件,并由此推导出钻柱的使用深度极限计算公式。
借助该公式,计算出了超深井中常用钻杆的使用深度极限。并对其他影响钻柱使用深度极限的因素(钻井液、地层和温度)进行了分析研究。
采用ANSYS软件对127mm钻杆及177.8mm钻铤的钻柱组合进行建模,并对该模型进行静力学分析,得出了以下结论:1、在超深井中,由于钻柱自重远远大于钻压要求,所以通常进行减压钻进,从而造成钻柱上部受拉,下部受压,导致中间存在一中性点。由于孔底钻压处于不断变化中,所以中性点附近相应处于不断的拉压变化中,产生很大的交变应力,为了保证该段钻柱安全,中性点必须处于钻铤上;2、超深井钻柱复合应力在井口处最大,沿钻杆向下逐渐减小,而在钻铤处急剧减小。
3、在超深井条件下, ...

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关键词：ANSYS 力学分析 科学研究 计算公式 钻井液