旋转钻柱与钻井液耦合动力学分析方法研究

根据旋转钻井时的钻柱工作状态，把钻柱处理成弹性中空的变截面连续梁，钻井液简化为理想的不可压缩流体，建立直井段、水平井段和任意空间曲率井段内钻柱与钻井液耦合系统动力学模型；根据互等功定理研究钻柱与钻井液耦合系统变分原理，建立钻柱与钻井液耦合系统固有特性和时域分析的有限元法；进行垂直旋转管柱和管内外流体耦合系统室内模拟试验，测试管柱运动状态和流体速度场、压力场分布，验证和完善理论方法。.本项目的研究完成能够为科学描述直井段、水平井段和任意空间曲率井段内钻柱与钻井液耦合系统动力学分析提供理论基础和计算方法，为钻具失效与安全评价、井眼轨道设计与控制等相关技术发展提供强有力的理论支持，促进钻井科学与工程技术的飞速发展。