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龙图腾网获悉西南石油大学申请的专利一种扭摆钻井钻柱动力学模型及扭摆控制参数预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120542163B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510616151.8，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种扭摆钻井钻柱动力学模型及扭摆控制参数预测方法是由刘阳;陈思彤;白璟;房超;李枝林;向幸运;马天寿设计研发完成，并于2025-05-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种扭摆钻井钻柱动力学模型及扭摆控制参数预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种扭摆钻井钻柱动力学模型及扭摆控制参数预测方法，所述扭摆控制参数预测方法包括以下步骤：S1：建立扭摆钻井钻柱动力学模型；S2：对扭摆钻井钻柱动力学模型进行求解，获得钻柱扭摆控制参数；具体包括以下子步骤：S21：将钻柱划分成m个单元，m+1个节点，并采用时序划分法形成具有时域和空间域的网格；S22：输入参数，并设置时间步长、空间步长、时间节点和空间节点；S23：对时空节点进行初始化，并设置收敛条件；S24：对时空节点进行迭代，直至满足收敛条件；S25：根据步骤S24满足收敛条件时的迭代结果，计算钻柱扭摆控制参数。本发明能够准确预测扭摆钻井过程中钻柱扭摆控制参数，为现场优化钻井参数、提升扭摆钻井效果提供技术支持。

本发明授权一种扭摆钻井钻柱动力学模型及扭摆控制参数预测方法在权利要求书中公布了：1.一种扭摆钻井钻柱动力学模型，其特征在于，用于预测扭摆钻井钻柱扭摆控制参数，所述扭摆钻井钻柱动力学模型包括动力学模型、边界条件、初始条件； 所述动力学模型为： 式中：E为钻柱弹性模量，GPa；A为钻柱截面积，m2；u为轴向位移，m；s为钻柱到钻头的距离，m；μa为轴向摩擦系数分量；N为正压力，MPa；c1为轴向钻井液阻力系数；t为时间，s；qs为钻杆线重，Nm；为平均井斜角，rad；ρ为钻柱密度，kgm3；G为剪切模量，GPa；Ip为极转动惯量，m4；μt为切向摩擦系数分量；Dj为钻柱接头直径，m；c2为扭转方向钻井液阻力系数；θ为转角位移，rad； 所述边界条件包括： 1井底轴向位移边界条件： u|s＝l＝ROP·t3 ROP＝Cp·bWob-Wth4 式中：l为钻柱长度，m；ROP为机械钻速，ms；Cp为钻速比例系数，m·N-1·s-1；bWob为井底真实钻压，N；Wth为门限钻压，N； 2地面表观钻压边界条件： 式中：Gt为钻柱在轴向方向上的浮力，N；Wob为指示器上的钻压，N；Ff为钻柱总摩擦力，N； 3转角位移边界条件： θ|s＝0＝θ|t＝0+θst6 式中：θst为转角位移随时间变化的函数，rad；T0为同一方向上的周期，s；θα为扭摆幅值，rad；d为梯形波上升或下降的时间，s；n为正整数，无量纲；RPMset为顶驱实际转速，RPM； 4反扭矩边界条件： 式中：μb为钻头特定滑动摩擦系数；Dbit为钻头直径，m； 所述初始条件包括： 1钻柱初始轴向速度和扭转速度： 2钻柱初始轴向位移和钻头初始转角： u|t＝0＝fun1Tt11 式中：fun1和fun2均代表胡克定律；Tt为作用在截面轴向方向上的内力分量，N；θ0为钻柱的扭曲变形；Mt为扭矩，N·m；kn为钻柱中心线的自然弯曲度，radm；dχ为钻柱初始的内部扭曲变形，radm。

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