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影响大口径弯管使用寿命的因素

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影响大口径弯管使用寿命的因素

发布日期:2020-01-07 作者: 点击:

影响大口径弯管使用寿命的因素

大口径弯管的水力参数包括泵压。位移。喷嘴直径和其他与钻井液循环系统相关的参数。水力参数主要反映在水力因素对渗透率的影响规律上。钻井液通过喷嘴形成射流,产生液压破岩和液压清岩。大口径弯管的力学参数。WOB和转速是直接作用在井底(井眼)破碎岩石的基本参数。当WOB和转速通过钻头压碎岩石时,它们不仅影响钻井速度,还影响钻头的磨损速度和工作寿命。因此,在选择WOB和转速时,必须综合考虑这两个方面的影响来确定合理的协调。面对面接触主要用于简单的几何形状。当使用面对面接触时,需要为每对接触指定接触属性。通用触点通常在模型中有多个组件,并在复杂拓扑结构的情况下使用。它可以自动定义交互面,节省生成模型的时间。由于钻头表面的复杂结构,钻头表面与地层之间的接触在钻头表面与地层之间的接触分析过程中采用带摩擦的通用接触算法来计算。由于钻头本身结构的复杂性,钻头和地层之间复杂的接触关系可以通过使用通用接触算法来简单地定义。在整个系统中,大口径弯管的硬度远远高于地层,钻头波动。变形和应力分布对该模块并不重要,因此用刚体模拟大口径弯管是非常有效的。硬区域中单元的稳定时间增量可能导致非常小的总时间增量,因此通过用硬区域中的刚体代替可变形有限元可以获得更稳定的总时间增量。刚体和部分刚体的元素不影响整体时间增量,也不显著影响解的整体精度。在ABAQUS中,与离散刚体相比,由解析刚体曲面定义的刚体可以节省一些计算成本。因为分析刚体表面可以非常光滑。然而,离散刚体的表面是由许多表面组成的,因此与离散刚体的接触相比,解析刚体的接触在计算机中产生较少的噪声。然而,在解析刚体的表面上只能定义一些简单的几何形状。因此,根据软硬界面地层中钻导孔钻头的受力情况和工作特点,在有限元模拟分析中采用离散刚体模拟钻头,不仅符合实际岩石破碎条件。同时,还可以提高计算效率。采用动态显式分析方法模拟大口径弯管齿圈的破岩过程。显式分析具有很强的模拟接触的功能,即使是最复杂的接触也可以模拟。显式方法的计算成本相对较低。在显式方法中,可以很容易地模拟接触条件和其他非常不连续的情况,并且可以由单个节点求解而无需迭代。接触期间的外力和内力通过调整节点加速度来平衡。显式方法最显著的特点是隐式方法不需要全局切线刚度矩阵。因为模型被明确地向前推进。因此,不需要迭代和收敛标准。然而,隐式方法对时间增量步长没有固有的限制。大口径弯管的尺寸通常取决于精确度和收敛性。典型的隐式模拟步骤的数量比显式模拟少几个数量级。然而,因为在每个增量步骤中必须求解一组全局方程,所以隐式方法在每个增量步骤的成本方面比显式方法高得多。同时,显式方法比隐式方法占用的磁盘空间和内存少得多。

大口径弯管模型是最早适用于岩土材料的弹塑性本构模型。其优点是考虑了岩土材料的扩容或扩容。主应力空间中的屈服面是一个光滑锥,表达式简单,数值计算效率高。它已广泛应用于实际有限元计算中。大口径弯管模型采用德鲁克-普雷格屈服准则。其流量标准可以使用相关和不相关的流量标准。如果膨胀角和摩擦角相同,则是相关的流动规律,如果它们不同,则是不相关的流动规律。此外,其屈服面不随材料的逐渐屈服而变化,因此没有强化准则。然而,大口径弯管的屈服强度随着围压的增加而增加。假设塑性行为为理想弹塑性,并考虑屈服引起的体积膨胀。该材料模型适用于混凝土、岩石和土壤等颗粒材料。在钻进突变地层的过程中,钻头一方面受地层因素的影响,另一方面受钻进速度和钻头转速的影响,即当钻进过程中钻进轨迹偏离时,某一刚性钻具对钻头产生侧向力。钻进速度越慢,在一定转速条件下,钻头对导向孔壁面有偏心磨损作用,可以在一定程度上减小钻进轨迹的偏移。大口径弯管材料的本构关系。大口径弯管与地层的相互作用是一个非线性动力学过程,软地层材料是固体粘土,硬地层材料是砂岩,地层本构模型是德鲁克-普雷格模型,德鲁克-普雷格模型是最早适用于岩土材料的弹塑性本构模型。它的优点是考虑岩土材料的扩容或扩容。主应力空间中的屈服面是光滑的圆锥。表达式极其简单,数值计算效率高,已广泛应用于实际有限元计算中。钻头和钻杆由钢制成。密度为7800千克/米。软地层和硬地层的材料特征参数。接触、约束和负载应用。在导孔钻进过程中,三牙轮钻头表面与地层的接触是高度非线性的动态接触。钻头旋转钻孔期间。大口径弯管表面与地层表面的接触是不断变化的,因此一般的摩擦接触算法可以简单地定义钻头与地层之间复杂的接触关系。计算模型的整体尺寸是钻头与地层相互作用面积的10倍,忽略了边界固定对模拟分析的影响。 


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关键词:大口径弯管,弯管加工厂,中频弯管

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