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目 录 1

第一章绪论 1

§1-1 钻柱力学分析发展概述 1

§1-2 下部钻具组合的有限元分析的力学模型 3

§1-3 有限元法及其在石油工程中的应用 4

第二章钻柱结构的二维分析 6

§2-1 梁柱单元的刚度矩阵 6

§2 2单元的坐标变换 9

§2-3确定井眼轴线位置的样条插值 10

§2-4单元的等效结点荷载 12

§2-5 钻柱结构的刚度矩阵 13

§2-6 钻柱结构的边界条件及处理方法 20

§2-7钻柱与井壁的接触问题 22

第三章钻柱结构的二维非线性分析 24

§3-1 引言 24

§3-2二维几何非线性分析的动坐标迭代法 24

§3-3二重非线性的处理方法及算例 26

§3-4切线刚度法的单元分析 28

§3-5切线刚度矩阵中的元素计算 30

§3-6切线刚度法分析钻柱非线性的过程 32

第四章钻柱结构的三维分析 34

§4-1 空间梁柱单元的刚度矩阵 34

§4-2单元的坐标变换 40

§4-3结点坐标系下的单元刚度方程 42

§4-4结点坐标系下单元的等效结点荷载 44

§4-5 结点坐标系下钻柱结构的刚度矩阵 45

§4-6边界条件及接触问题的处理 46

§4-7带弯接头的下部钻具组合的特性分析 49

§4-8 BHA造斜率的分析与预测 52

第五章钻柱结构的三维非线性分析 53

§5-1 三维几何非线性分析的动坐标迭代法 53

§5-2 动坐标迭代法分析三维钻柱非线性问题 55

§5-3空间梁柱单元的切线刚度矩阵 57

§5-4 切线刚度矩阵中的元素计算 61

§5-5切线刚度法三维钻柱非线性分析 68

§5-6非线性效应分析 69

第六章钻柱的稳定性分析——解析法 77

§6-1 垂直井眼中钻柱临界钻压的精确解 77

§6-2 垂直井眼中钻柱临界钻压的能量法解 81

§6-3 水平井眼中钻柱的屈曲分析 81

§6-4 斜直井眼中钻柱在铅垂平面内的屈曲分析 87

§6-5斜直井眼中钻柱侧向屈曲分析 91

§6-6 等曲率弯曲井眼中钻柱屈曲分析 94

§6-7斜直井眼中钻柱螺旋屈曲分析 101

第七章钻柱的稳定性分析——有限元法 105

§7-1 刚性基础上圆截面梁柱单元分析 105

§7-2结构刚度方程 111

§7-3边界条件与稳定控制方程 112

§7-4 弯曲井眼中钻柱的基本假设 114

§7-5弯曲井眼中圆截面梁柱单元分析 114

§7-6 弯曲井眼中圆截面钻柱的结构刚度矩阵 122

§7-7边界条件与稳定控制方程 123

§7-8算例 125

参考文献 131