底部钻具组合反向涡动试验和模拟研究

作者：王选涛; 覃玉荣; 李秉路

来源：石油机械, 2019, 47(04): 38-49.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.04.007

• 底部钻具组合
• 侧向振动
• 反向涡动
• 解析模型
• 有限元模型

钻柱与井壁接触可能导致反向涡动。为研究底部钻具组合(BHA)在反向涡动过程中的振动响应,开发了反向涡动试验机。通过解析模型和有限元模型预测了BHA动态响应,并用试验结果进行了验证。?171. 45 mm BHA在?215. 9 mm井眼中的试验结果显示,光滑井眼和不连续井眼中BHA的侧向加速度范围分别为20g～30g和40g～50g,均方根值分别为3. 01g和7. 28g。从功率谱可以看出,不连续井眼显示了高达200 Hz的更大频率范围,而光滑井眼显示了不同的频率峰值。分析结果表明:光滑和不连续井眼情况下,反向涡动可能发生于摩擦接触,而且与光滑井眼相比,不连续井眼产生了更大频率范围的动态载荷;经过验证的模型可有效预测反向涡动现象和系统响应。研究结果可为国内BHA设计和应用提供参考。