钻头-钻柱系统振动特性分析

作     者：肖国益 徐进 祝效华 胡大梁 朱礼平 贾彦杰 Xiaog Guoyi;Xu Jin;Zhu Xiaohua;Hu Daliang;Zhu Liping;Jia Yanjie

作者机构：中国石化西南油气分公司工程技术研究院四川德阳618000 中国石化西南油气分公司四川成都610016 西南石油大学机电工程学院四川成都610500 

基　　金：国家科技重大专项专题"高研磨性致密地层PDC钻头技术开发"(编号:2008ZX05022-005-003) 国家自然科学基金项目"气体钻井钻具与井壁的碰摩机理及量化评价方法研究"(编号:50804040)的部分研究成果 

出 版 物：《中外能源》 (Sino-Global Energy)

年 卷 期：2011年第16卷第8期

页      码：53-57页

摘      要：针对钻柱振动引起的钻具失效问题,综合考虑钻柱弹性变形及钻柱与井筒的碰撞摩擦相互作用,研究了钻头与下部钻柱的振动特性。根据哈密顿原理和有限单元法,建立了全井钻柱纵、横、扭耦合振动动力学模型;将钻头、钻柱、井筒视为一个完整的系统,以川渝地区某中深井实钻操作参数、下部钻具组合(BHA)和井筒参数作为基本输入数据,采用非线性仿真技术,研究了不同井段钻柱以及钻头的振动规律,分析了钻头处的动态钻压、扭矩及转速波动情况。结果表明,钻头处振动剧烈,跳动幅度较大,因此有必要研究振动控制工具和方法,以减少振动对钻头的伤害,改善钻头的工作环境并提高钻进效率。形成的钻头-钻柱-井筒系统非线性仿真技术,为下部钻具组合优化、钻井操作参数优选、钻具失效预防乃至钻头优化设计,提供了可行的分析手段,为研究振动控制策略提供了基础技术支持。

主 题 词：振动特性 钻头 钻柱系统 中深井 钻具组合 钻井参数 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

馆 藏 号：203265015...