[發明專利]鉆井裝置模擬方法及裝置在審
| 申請號： | 201711454042.2 | 申請日： | 2017-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN108319754A | 公開（公告）日： | 2018-07-24 |
| 發明（設計）人： | 廖茂林;周英操;連志龍;蔣宏偉 | 申請（專利權）人： | 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 北京三友知識產權代理有限公司 11127 | 代理人： | 李輝;周達 |
| 地址： | 100007 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 表征函數 鉆井裝置 模擬方法及裝置 構建 受力載荷 系統安全 應力分布 隔水管 鉆井液 偏移 受力 彎矩 校核 鉆柱 海洋 | ||
1.一種鉆井裝置模擬方法，其特征在于，所述鉆井裝置包括隔水管、鉆柱，所述方法包括：
構建第一表征函數、第二表征函數、第三表征函數：所述第一表征函數表征海洋對所述鉆井裝置的載荷，所述第二表征函數表征鉆井液對所述鉆井裝置的載荷，所述第三表征函數表征所述鉆井裝置的彎曲受力；
根據所述第一表征函數、所述第二表征函數、所述第三表征函數，構建整體表征函數；所述整體表征函數用于表征所述鉆井裝置受力載荷，以獲取第二鉆井裝置參數。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述海洋對所述鉆井裝置的載荷包括：所述鉆井裝置受到海洋載荷產生的拖曳力和慣性力。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉆井液對所述鉆井裝置的載荷包括：所述鉆井液的牽連慣性力、相對慣性力、科式慣性力；所述鉆井液對所述鉆井裝置的載荷分為所述鉆井液對所述隔水管的載荷和所述鉆井液對所述鉆柱的載荷。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，根據如下函數獲取所述鉆井液對所述隔水管的載荷：
其中，Ff為所述鉆井液對所述隔水管的載荷，mf為所述隔水管與所述鉆柱環空中單位長度鉆井液的質量，v為所述隔水管與所述鉆柱環空中鉆井液流速。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉆井裝置的彎曲受力包括：所述隔水管彎曲截面剪切力、張緊力、重力、慣性力；其中，所述鉆井裝置彎曲受力分為所述隔水管的彎曲受力和所述鉆柱的彎曲受力。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，根據如下函數獲取所述隔水管的彎曲受力：
其中，Fr為所述隔水管的彎曲受力，EI為所述隔水管的抗彎剛度，P為所述隔水管微元段的張緊力，m為所述隔水管單位長度質量，Bf為浮力塊的浮力系數，g為重力加速度。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在滿足觸發條件下，所述鉆井裝置的彎曲受力還包括所述鉆柱和所述隔水管之間的相互受力，所述鉆柱和所述隔水管之間的相互受力包括彈性力、摩擦力。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，根據如下函數獲取所述鉆柱與所述隔水管的力的相互受力：
Fs-r＝K(z)(y-y′-G)+μ(z)K(z)(y-y′-G)
其中，K為所述隔水管與所述鉆柱碰撞剛度，μ為所述隔水管與所述鉆柱之間的摩擦系數，G為所述隔水管與所述鉆柱的初始間距。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔水管包括第一特征和第二特征，所述第一特征包括所述隔水管上端為自由端，第二特征包括所述隔水管下端采用撓性接頭固定；所述鉆柱包括第三特征和第四特征，所述第三特征包括所述鉆柱上端隨隔水管上端偏移，所述第四特征包括所述鉆柱下端隨鉆頭振動。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二鉆井裝置參數包括以下至少之一：所述隔水管的偏移量，所述隔水管的彎矩數據、所述隔水管的應力數據，所述鉆柱的偏移量、所述鉆柱的彎矩數據、所述鉆柱的應力數據、所述隔水管上端與所述隔水管下端轉角數據。
11.一種鉆井裝置的模擬裝置，其特征在于，所述裝置包括：
第一構建單元，用于構建第一表征函數、第二表征函數、第三表征函數：所述第一表征函數表征海洋對所述鉆井裝置的載荷，所述第二表征函數表征鉆井液對所述鉆井裝置的載荷，所述第三表征函數表征所述鉆井裝置的彎曲受力；
第二構建單元，用于根據所述第一表征函數、所述第二表征函數、所述第三表征函數，構建整體表征函數；所述整體表征函數用于表征所述鉆井裝置受力載荷，以獲取第二鉆井裝置參數。
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