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定向井、水平井钻柱力学分析与应用探讨
作者：单巍李和清
来源：《石油研究》2019年第09期
摘要：定向井和水平井都拥有着它们各自工程项目施工时的突出特征，如果要建立在定向井和水平井的受力问题做研究，也就是它们的几何受力和各自的受力特征，并且不能以二维弯曲井眼作为钻柱的受力分析基础模型，应当以三维为基础，以此来建立两者工程项目的应用具体算法。之后再通过具体环境和实际状况等综合因素来考虑到传统的钻柱设计内容、钻柱强度进行核实的具体方式，来完成对钻柱摩擦阻力和摩擦强度的主要来分析软件的开发和具体研究。通过相关研究人员的研究实践表明了他们所建立的计算力学模型只有在充分考虑各个重要影响因素之后才具备高准确度。并且研究的过程中应当贴近于钻柱力学现场的实际情况，所计算出来的结果才能够对钻柱的受力模型有着实际的意义。
关键词：钻柱；力学分析；探讨
一、钻柱的力学分析
1.1 研究并分析钻柱与井壁的接触
钻柱相关工作人员应当充分了解钻柱在定向井、水平井在各个井的井眼内的实际情况，能够充分的建立好定向井和水平井的钻柱相关力的实际分析，通过学习有关力学分析的理论，以力学的理论研究为相关基础，可以假定一些条件。例如各个钻井的钻柱是能够改变形状的非实心圆形杆状截面体，但是各个井的钻柱又是比较小巧的弹性体，因此可以将两种井体的井眼横截面最初的状态想象并设计为圆形的物体。这时钻头受到的弯曲程度是几乎为零的。各个钻的钻柱与定向井的内壁连接在一起，在没有想到摩擦力会对两个物体之间产生接触面的形状影响力时，两者之间的接触是可以当成有弹性的。
1.2 计算相关的摩擦反力
并且钻柱在开始进入有弯曲的位置时，会与定向井的井壁下侧所接触到，此时弯曲位置的井率和井眼的曲率是相同的，相关工作人员再通过实际情况来制作三维坐标体系能够更好的了解到定向井和水平井两者的井眼实际轨迹和钻柱的变形情况。在定向井的井壁和井中的钻柱进行充分接触时，通过查阅相关力学资料发现在理论上接触可以认为是弹性的。相关工作人员可以通过回忆赫兹问题来类比计算出定向井井壁接触面的正反力，将最终的结果再与摩擦系数的数值进行相乘，计算出摩擦反力。
1.3 研究有关钻柱的强度