底部钻具组合的二重非线性有限元分析

本文将弯曲井眼中的底部钻具组合(英文名称为Bottom Hole Assembly，简称BHA)作为空间梁来处理，在考虑几何非线性因素的基础上，导出了相应的有限元切向刚度矩阵。然后，利用“施加”与“放松”约束的方法处理了钻柱与井壁之间的接触非线性问题，并且考虑了钻柱与井壁之间摩擦力的影响。在此基础上，建立了对大曲率弯曲井眼中的钻柱进行二重非线性有限元分析的基本方程，以及相应的牛顿－拉斐逊迭代求解技术。最后，通过数值算例和工程算例证明了本文方法的可靠性，所得结果为大曲率井眼轨迹控制提供了参考依据。