摘 要：在石油钻井现场中，常常会出现由于气体运移而诱发钻柱振动的问题，本文以大型非线性有限元软件ADINA为研究工具，将钻柱看成弹性体，在ADINA—CFD建立环空中流体模型，在ADINA—Structure中建立钻柱的固体模型，采用ADINA流固耦合分析器，确定环空中溶解气量与钻柱的横向振幅关系。这对于石油钻井现场出现的气体运移诱发钻柱振动的问题具有重要指导意义。
　　关键词：气体运移 钻柱振动 非线性有限元软件ADINA
　　目前，在低渗超低渗气藏的开发过程中，油基欠平衡钻井已经成为一种重要的施工手段。环空内气液两相流动中的气相在析出的初期是以气泡的形式分散在钻井液中向上运移。同时，析出气体膨胀运移引起的井筒压力分布不均衡，所引起的钻柱振动随着向井口接近其强度增大，并且随着上移距离的增长，在环空内占据的空间加大，加剧了流动的不稳定性，使得钻柱受力不均衡而诱发振动，给钻井井控施工带来极大地挑战。
　　1、国内外研究现状
　　（1）溶解气析出问题主要集中在气体在液相中的溶解度与压力、温度及流体组分之间的关系进行研究[1，2，3]。
　　（2）目前国内外对钻杆振动的研究较多，但绝大部分是针对单一相态下流体流动引起的钻杆振动问题[4，5，6]，所研究的问题重点也主要集中在解决了钻杆纵向振动和扭转振动的频率响应及钻杆失效问题，而对溶解气析出诱发钻杆振动问题的研究至今在文献中还未提到。
　　2、ADINA系统简介
　　2.1、ADINA系统概述
　　ADINA系统基于有限元方法，适用于求解结构、流体等多领域工程问题和进行科学研究。ADINA系统主要包括下列六个模块：用户界面ADINA-AUI（ADINA User Interface）、结构分析求解器ADINA-Structure、传热分析求解器ADINA-Thermal、计算流体动力学（CFD）求解器ADINA-F、流体-结构耦合分析求解器ADINA-FSI、热—机械耦合分析求解器ADINA-TMC六个模块。
　　3、井筒流动的ADINA建模
　　3.1、模型参数的选取
　　以下选取的模型参数都是在石油钻井现场中常用的，本文只是提供一种解决钻井现场中气体运移诱发钻柱振动问题的方法。
　　如果选取的计算段过长且网格划分过密则会增加运算时间，为此本文中取1.1m长钻柱来进行模拟。钻柱模型如下：
　　4、结论
　　（1）本文提出检验气体运移诱发钻柱振动的一种独特解决办法，比较成功的建立了环空中溶解气量与钻柱横向振幅的关系式，这对于石油钻井现场出现的气体运移诱发钻柱振动的问题具有重要指导意义。
　　参考文献
　　[1]付建红，许超，张智，黄贵生，許亮斌.海洋深水钻井油基钻井液气体溶解度计算[J].钻采工艺.2012（04）
　　[2]付晓泰，王振平，卢双舫，祝孝华.天然气在盐溶液中的溶解机理及溶解度方程[J].石油学报.2000（03）
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　　[5]郝石生，张振英.天然气在地层水中的溶解度变化特征及地质意义[J]. 石油学报.1993（02）
　　[6]范泓澈，黄志龙，袁剑，高岗，童传新，冯冲.高温高压条件下甲烷和二氧化碳溶解度试验[J].中国石油大学学报（自然科学版）.2011（02）
　　基金项目：本文是受长江大学2012年大学生创新性实验计划项目基金资助（项目编号2012337）成果之一。