斜井下钻柱系统横-扭耦合非线性动力学特性研究

作者：冯群芳; 侯勇俊^*; 方潘^*; 杨康; 丁书杰

来源：机械科学与技术, 2023, 1-10.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20230204

• 斜井
• 动力学
• 振动
• 管柱力学

为了明确钻柱与井壁接触、钻柱扭矩耗散和井眼轨迹等因素对钻柱系统动力学特性的影响，首先采用拉格朗日方程建立了斜井下钻柱横-扭耦合非线性动力学模型；然后采用线弹性接触模型模拟了钻柱与井壁的接触行为；再运用离散扭矩-阻力模型描述钻柱系统扭矩传递特性；最后利用数值分析方法计算了钻柱系统动力学特性。研究结果表明井斜角越大导致钻柱传递的扭矩摩损越大；斜井段的井斜角越大，钻柱粘滑运动现象越明显；随着井眼轨迹井斜角增大，钻柱自重对钻柱振动影响越显著。相关研究成果不但对井眼轨迹优化提供依据，而且对钻井机械参数优化提供参考。

• 单位
  石油大学机电工程学院