| 摘要 | 第1-3页 |
| Abstract | 第3-7页 |
| 1 绪论 | 第7-13页 |
| ·空气钻井技术概述 | 第7-9页 |
| ·空气钻井技术国内外发展现状 | 第7页 |
| ·空气钻井技术的主要优点 | 第7-9页 |
| ·问题的提出 | 第9-10页 |
| ·空气钻井国内外研究现状 | 第10-11页 |
| ·国外研究现状 | 第10-11页 |
| ·国内研究现状 | 第11页 |
| ·研究的方法和研究思路 | 第11-13页 |
| ·研究内容 | 第11-12页 |
| ·研究思路 | 第12-13页 |
| 2 广义塑性力学理论 | 第13-33页 |
| ·广义塑性力学理论概述 | 第13-14页 |
| ·广义塑性位势理论 | 第14-16页 |
| ·塑性势面与屈服面的关系 | 第16-17页 |
| ·岩石破坏强度准则 | 第17-20页 |
| ·Mohr-Coulomb破坏准则 | 第17-18页 |
| ·Mohr-Coulomb的另一种表达形式 | 第18页 |
| ·Moltr-Coulomb条件的几种特殊情况 | 第18-20页 |
| ·各向异性岩石的屈服条件 | 第20-25页 |
| ·各向异性材料Hill屈服准则 | 第20-21页 |
| ·有限元软件中各向异性岩石破岩准则 | 第21页 |
| ·横观各向同性材料屈服准则 | 第21-25页 |
| ·岩石材料的硬化规律 | 第25-27页 |
| ·岩石弹塑性本构关系 | 第27-33页 |
| ·各向异性材料弹性应力-应变关系 | 第27-28页 |
| ·广义塑性力学中弹塑性应力-应变关系 | 第28-33页 |
| 3 有限元数值模拟理论 | 第33-41页 |
| ·加权残数法 | 第33页 |
| ·Galerkin法 | 第33页 |
| ·有限单元法 | 第33-34页 |
| ·等参元 | 第34-37页 |
| ·有限元中的数值积分方法 | 第37-41页 |
| ·数值积分方法的基本思想 | 第37-38页 |
| ·Newton—Cotes积分法 | 第38-39页 |
| ·Gauss积分点 | 第39-41页 |
| 4 井底、井壁岩石应力数值模拟分析 | 第41-57页 |
| ·有限元模型的建立 | 第41-43页 |
| ·各向同性地层 | 第43-48页 |
| ·力学参数 | 第43页 |
| ·有限元结果分析 | 第43-47页 |
| ·小结 | 第47-48页 |
| ·各向异性地层 | 第48-57页 |
| ·力学参数及材料方向 | 第48-49页 |
| ·有限元结果分析 | 第49-54页 |
| ·以Mohr-Coulomb屈服准则分析井底、井壁岩石 | 第54-56页 |
| ·小结 | 第56-57页 |
| 5 钻头与地层的相互作用 | 第57-65页 |
| ·地层各向异性指数 | 第57页 |
| ·钻头各向异性指数 | 第57-58页 |
| ·各向同性钻头在横观各向同性地层中的三维钻速方程 | 第58-59页 |
| ·各向同性钻头条件下的横观各向同性地层的地层力 | 第59-61页 |
| ·各向异性钻头与横观各向同性地层相互作用 | 第61-64页 |
| ·小结 | 第64-65页 |
| 6 空气钻井动态钻进过程研究 | 第65-89页 |
| ·钻头与岩石相互作用的有限元模型建立 | 第65-67页 |
| ·基本假设 | 第65-66页 |
| ·有限元模型建立 | 第66-67页 |
| ·力学参数 | 第67页 |
| ·上覆岩层作用的地应力 | 第67-69页 |
| ·钻头与岩石的相互作用研究 | 第69-81页 |
| ·钻头位移分析 | 第69-70页 |
| ·钻头与地层的接触面积分析 | 第70-71页 |
| ·钻速模拟分析 | 第71-72页 |
| ·钻头受力分析变化规律研究 | 第72-75页 |
| ·钻头质心上的合力分析 | 第75-77页 |
| ·钻头上的扭矩 | 第77-79页 |
| ·钻头破岩过程仿真模拟研究 | 第79-81页 |
| ·钻进不同地层倾角模拟结果对比分析 | 第81-88页 |
| ·钻头的位移对比分析 | 第81-84页 |
| ·钻头在上部软地层平均速度分析 | 第84-86页 |
| ·钻头与岩石的接触面积对比分析 | 第86-87页 |
| ·扭矩对比分析 | 第87-88页 |
| ·小结 | 第88-89页 |
| 7 结论和建议 | 第89-91页 |
| 致谢 | 第91-92页 |
| 参考文献 | 第92-96页 |