| 致谢 | 第7-8页 |
| 摘要 | 第8-9页 |
| ABSTRACT | 第9-10页 |
| 第一章 绪论 | 第16-22页 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 | 第16页 |
| 1.2 光纤光栅传感研究进展 | 第16-18页 |
| 1.2.1 光纤光栅的发展概况 | 第16-17页 |
| 1.2.2 光纤光栅传感的应用现状 | 第17-18页 |
| 1.3 钻具力学和热力学参数测量的研究现状 | 第18-21页 |
| 1.4 本文研究的主要内容 | 第21-22页 |
| 第二章 光纤光栅用于检测钻具力学和热力学参数的理论基础 | 第22-32页 |
| 2.1 光纤光栅传感器的工作原理 | 第22-25页 |
| 2.1.1 应力对FBG的作用 | 第23页 |
| 2.1.2 温度对FBG的作用 | 第23-24页 |
| 2.1.3 FBG对温度和应变的交叉敏感问题 | 第24-25页 |
| 2.2 钻具的压弯扭分离与修正原理 | 第25-28页 |
| 2.2.1 圆柱管(杆)的压弯扭分离原理 | 第25-27页 |
| 2.2.2 外螺旋钻杆压弯扭的分离与修正 | 第27-28页 |
| 2.3 钻进过程中钻具的热量分析 | 第28-29页 |
| 2.3.1 钻具热量的来源 | 第28-29页 |
| 2.3.2 钻具热量的耗散 | 第29页 |
| 2.4 检测方案 | 第29-31页 |
| 2.4.1 光纤光栅传感器的信号解调原理 | 第29-31页 |
| 2.4.2 钻具力学和热力学参数检测系统 | 第31页 |
| 2.5 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 钻具力学和热力学参数的有限元分析 | 第32-48页 |
| 3.1 有限元仿真简介 | 第32页 |
| 3.1.1 有限元分析法 | 第32页 |
| 3.1.2 仿真软件简介 | 第32页 |
| 3.2 钻具的热力学参数仿真 | 第32-42页 |
| 3.2.1 钻具和工件的有限元模型的建立 | 第32-34页 |
| 3.2.2 钻具和工件模型的网格划分 | 第34-35页 |
| 3.2.3 设置边界条件和材料属性 | 第35页 |
| 3.2.4 仿真结果及其分析 | 第35-42页 |
| 3.2.5 温度监测节点的选定 | 第42页 |
| 3.3 钻具力学参数仿真 | 第42-47页 |
| 3.3.1 钻具力学参数仿真 | 第42-47页 |
| 3.3.2 钻具力学参数监测节点的选定 | 第47页 |
| 3.4 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 基于光纤光栅的钻具力学和热力学参数测量实验研究 | 第48-67页 |
| 4.1 空心圆管静态压弯扭实验测量研究 | 第48-54页 |
| 4.1.1 实验装置 | 第48-53页 |
| 4.1.3 误差分析 | 第53-54页 |
| 4.2 钻杆钻进过程中力学和热力学参数动态测量实验研究 | 第54-65页 |
| 4.2.1 光纤光栅温度传感器的封装与标定 | 第54-55页 |
| 4.2.2 光纤光栅应变传感器的温度灵敏度标定 | 第55页 |
| 4.2.3 实验装置 | 第55-56页 |
| 4.2.4 实验过程及结果 | 第56-65页 |
| 4.2.5 误差分析 | 第65页 |
| 4.3 本章小结 | 第65-67页 |
| 第五章 总结与展望 | 第67-69页 |
| 5.1 总结 | 第67页 |
| 5.2 展望 | 第67-69页 |
| 参考文献 | 第69-74页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第74页 |
