由于我国的油气田分布破碎,开采油气井时经常会采用井眼轨迹复杂的大斜度井或者水平井。在进行大修作业时,修井管柱在复杂的空间螺旋井眼轨迹中受力复杂,钻压难以传递到井底,加上作业人员进行大修作业时基本全凭经验,缺乏科学性指导,导致修井作业时事故频繁发生。为了解决现场操作人员进行修井作业操作时无据可依的盲目性以及很多有借鉴价值的典型修井案例记录丢失,修井资料散乱无章的局面,开发了一款辅助大修作业的管柱力学分析软件。该软件包含两大模块,管柱力学分析模块和数据库模块。管柱力学分析模块能够对典型工况下的管柱进行有限元分析,为修井技术人员提供制定修井计划的理论依据;数据库模块整理了成功的修井案例资料以及相关的修井工具等资料,方便新手人员的学习和借鉴。为完成大修井管柱力学软件和数据库的开发,本文主要做了以下研究工作:(1)研究了管柱力学的四个关键性问题:建立了管柱的空间螺旋结构模型,提出了效率更高的方位角漂移处理算法;分析了管柱在不同工况下的载荷情况;针对管柱与套管接触问题提出了随机摩擦接触模型,分析了管柱端部的边界条件问题;研究了修井液对管柱的影响,设计了管柱单元的水流运动表。(2)采用有限元思想建立了管柱的瞬态动力学方程,分析了起下放速度、摩阻、以及屈曲载荷等因素对管柱性能的影响。对大港油田12-5-1实例井进行了起下放工况和套磨铣工况的仿真,研究管柱的轴力的传递规律及摩阻沿井深的分布情况。(3)建立了包含三个子模块的修井数据库系统,子模块分别是油井基础数据管理模块,标准库模块以及施工参数管理模块。油井基础数据管理模块主要用于记录油井井眼轨迹的测斜数据,所在的油厂信息,井身结构信息等基本信息;修井施工参数管理模块用于存储和管理过往成功的修井案例资料;标准库模块用于存储常用的修井工具,修井管柱等工具的标准和材料信息。