国家自然科学基金(50474040)
- 作品数：30 被引量：273H指数：11
- 相关作者：刘清友王国荣杨高况雨春杨云山更多>>
- 相关机构：西南石油大学中国石油天然气集团公司江汉石油钻头股份有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程机械工程自动化与计算机技术矿业工程更多>>
- 连续循环系统上卸扣卡瓦卡紧力计算方法研究被引量：12
- 2009年
- 连续循环系统可以在更换钻杆接头操作时保持泥浆的连续循环。从连续循环系统上卸扣卡瓦的工作机理入手,分析了钻杆工作时的受力状态。在调研了卡瓦卡紧管柱力学模型的基础上,将钻杆看作厚壁筒,采用弹性力学中的拉美公式求解连续循环系统钻杆内、外受压的应力问题;将钻杆外表面承受的摩擦力矩看作圆筒扭转问题进行求解。给出了连续循环系统上卸扣卡瓦卡紧力的计算方法,可用于指导连续循环系统的设计。
- 王锡洲王洪兵肖利君朱海燕刘清友莫丽韩传军
- 关键词：管柱计算方法
- 仿真技术在牙轮钻头浮动套轴承设计中的应用被引量：3
- 2006年
- 如何提高现有牙轮钻头轴承的工作性能，延长其在高转速下的使用寿命，是目前钻井工程领域迫切需要解决的问题之一。采用计算机仿真技术分析了牙轮钻头浮动套轴承的摩擦因数、扭矩、温度等性能参数与轴承结构参数的变化关系，找到了同一结构参数时载荷和钻头转速对轴承摩擦学性能的影响规律，认为215．9mm（8 1/2英寸）牙轮钻头浮动套内外间隙比应为2．0～3．0，为给定工况下牙轮钻头浮动套轴承结构的设计与优化提供了理论依据和方法。
- 王国荣李建伟谯英郑家伟邓猛吴国防
- 关键词：计算机仿真牙轮钻头摩擦学性能
- 牙轮钻头滑动轴承失效分析被引量：22
- 2006年
- 收集了近几年20只现场失效牙轮钻头,对其轴承表面金相组织和硬度以及影响牙轮钻头滑动轴承失效的主要因素进行了分析。结果表明,牙轮钻头在工作过程中温度升高引起的轴承表面金相组织发生改变、硬度降低、抗磨性能减弱,是导致牙轮钻头轴承在高转速下快速失效的根本原因;牙轮钻头轴承的主要失效形式就是粘着磨损,其中载荷工况、相对滑动速度和表面涂层是影响牙轮钻头滑动轴承摩擦学性能的主要因素;采用在原轴承基础上加入浮动套的方法降低原轴承的相对滑动速度,是目前提高牙轮钻头滑动轴承摩擦学性能,延长轴承在高速钻井下使用寿命的有效途径。
- 王国荣郑家伟亢旗军
- 关键词：牙轮钻头滑动轴承
- 基于MATLAB的PDC钻头几何学仿真模型被引量：7
- 2007年
- 在钻头几何学研究的基础上,通过坐标变换建立了PDC钻头几何学仿真模型;并在MATLAB编程语言环境下实现其数据的可视化,获得了反映钻头牙齿齿面与齿壁形状、大小和位置的三维实体图形。结果表明:MATLAB编程语言简单易写,结果正确可靠,为在MATLAB环境下进行牙齿的运动学仿真和钻头与岩石互作用仿真研究奠定了基础。
- 王亚萍况雨春杨高
- 关键词：PDC钻头MATLAB几何学仿真
- 螺杆钻具等壁厚衬套的设计及仿真分析被引量：10
- 2007年
- 螺杆钻具以其独特的优势在定向钻井生产中得到青睐,但仍不能广泛应用于深井、高密度钻井液井以及小曲率半径的水平井。常规衬套的内表面是螺旋曲面,橡胶衬套厚薄不均,衬套抗变形能力低,单级承压小,泄漏沿程长,机械特性软,热膨胀不均、磨损速度快,故导致效率持续降低。因此,长度短、大功率、高压降、低转速螺杆钻具的开发与应用,已成为提高钻井效率、节约钻井成本的重要环节。为此,设计了一种等壁厚螺杆钻具衬套,进行了螺杆钻具橡胶衬套力学性能实验,建立了螺杆钻具等壁厚衬套和常规衬套的力学计算模型。结果表明,在相同压力下,等壁厚衬套比常规衬套有更好的抗形变能力;在相同的过盈量下,等壁厚衬套有更好的密封能力。在同等扭矩下,等壁厚定子螺杆钻具的定子长度可以得到缩短。
- 韩传军邱亚玲刘清友王国荣
- 关键词：钻井螺杆钻具超弹性应力分布
- 复合齿形牙轮钻头及其破岩机理研究被引量：11
- 2006年
- 针对现有牙轮(钢齿、镶齿)钻头已难以对一些复杂地层进行有效钻进这一现状,根据对牙轮钻头破岩机理的新认识,研制了一种新型复合齿形牙轮钻头。该新型钻头是一种具有新型齿面结构的牙轮钻头,其牙轮上的牙齿由齿形齿和盘式齿复合而构成,并且各牙轮上齿形齿和盘式齿的布置方式可根据硬地层等复杂地层的特性和钻井要求进行调整。两种齿对岩石的破碎作用将会互相影响,使得破碎岩石更加容易。为此,概述了国内外在复合齿形牙轮钻头方面所做的研究工作,并详细分析了这种新型钻头的结构特点和破岩机理,指出要研制出具有良好性能的复合齿形牙轮钻头,主要应从破岩机理、布齿方法与齿面结构、齿面强化工艺、钻头整体性能台架试验及复合齿形牙轮钻头结构设计等方面进行深入研究。
- 胡琴刘清友
- 关键词：钻井复合齿形牙轮钻头盘式钻头破岩机理
- 单齿圈复合运动破岩系统动力特性分析被引量：8
- 2007年
- 牙轮钻头牙齿与岩石相互作用过程中的实际运动是很复杂的,它是变角度、斜向冲击压入加滚动和刮切等多种运动的复合。单齿圈复合运动破岩系统能够真实模拟全尺寸钻头上牙齿的运动、受力和破岩的状况,可获得较真实和完整的在一定钻头结构、钻压和转速下无重复破碎的井底破碎坑,从而为评价现有钻头性能和开发设计新型钻头提供重要的依据。研究单齿圈破岩理论,建立单齿圈复合破岩系统几何模型和动力学模型,对于分析不同类型钻头的破岩效率和建立钻头破岩的计算机仿真系统都具有非常重要的意义。通过ABAQUS有限元分析软件建立单齿圈复合运动破岩系统有限元分析模型,采用线性D-P模型模拟岩石材料,进行了单齿圈复合运动破岩系统的仿真。
- 杨春雷李斌史革盟
- 关键词：岩石动力特性ABAQUS软件
- 旋转钻柱与井壁的碰撞摩擦边界问题研究被引量：14
- 2007年
- 旋转钻柱与井壁的碰撞摩擦边界是钻柱动力学研究和摩阻扭矩计算的基础研究内容。介绍了6种钻柱与井壁边界问题的研究方法,借助有限单元法中构造形函数的思想,提出了时间历程形函数法,构造钻柱与井壁的动态边界。将构造的动态边界模型融入全井钻柱系统动力有限元模型中,研究了钻柱的动力学特性,根据仿真结果与现场实测数据的对比,验证了该研究方法的正确性和合理性。
- 祝效华童华刘清友冯林先
- 关键词：钻柱动力学摩阻扭矩
- 新型牙轮钻头浮动套轴承工作机理试验研究被引量：2
- 2009年
- 针对石油钻井用新型浮动套轴承理论模型和仿真软件,设计了浮动套轴承工作机理理论模型和仿真软件的试验验证方案,试验不同参数、不同工况下,被测件的摩擦力矩、温升、摩擦损耗等性能,验证了新型浮动套轴承理论模型和仿真软件的正确性,为进一步完善新型浮动套轴承的理论模型,合理设计新型浮动套轴承奠定试验基础。
- 周志刚徐芳王国荣刘清友周铭丽
- 关键词：滑动轴承
- 钻井连续循环系统上卸扣卡瓦卡紧力分析被引量：3
- 2009年
- 从钻井连续循环系统上卸扣卡瓦的工作机理入手,弄清了钻杆工作时的受力状态。将钻杆看作厚壁筒,采用弹性力学中的拉美公式求解钻杆内外受压的应力问题。钻杆外表面承受的摩擦力矩,看作圆筒扭转问题进行求解。考虑管壁的变形的影响,解决了钻井连续循环系统上卸扣卡瓦卡紧力的计算难题,给出了上卸扣卡瓦卡紧力的计算公式。实例计算表明采用Φ127或Φ140钻杆进行连续循环钻井,上卸扣卡瓦卡紧力最好取19MPa;为提高钻杆的安全系数,应尽量采用厚壁钻杆;在卡瓦的设计时,可考虑加大卡瓦长度的方法减小卡瓦卡紧钻杆时的卡紧力。该计算方法可以用于指导钻井连续循环系统上卸扣卡瓦的设计。
- 肖晓华朱海燕陈波刘清友莫丽方倩龙永辉
- 关键词：钻杆
