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摘要
针对钻进过程中钻头位置扭矩波动大、钻压传递效率低等问题，设计了一种恒扭提速钻具，并展开钻井动力学特性研究与现场试验分析。基于恒扭提速钻具结构，建立了恒扭提速钻具动力学建模模型，根据实际钻井参数进行数值计算，研究不同上部输入转速、弹簧系统初始压缩量以及钻柱长度对钻头振动特性的影响，并通过现场试验，验证恒扭提速钻具的提速效果以及钻头磨损情况。研究结果表明，随着初始压缩量和上部输入转速增加，钻头在下移过程中，轴向速度的峰值逐渐增加；当钻柱长度逐渐增加，钻头轴向速度稳定响应时间增加，持续时间缩短，脱离粘滑区域响应时间延长；使用恒扭提速钻具，可以有效改善钻头受力，减少钻头粘滑，可有效提高钻井效率和钻头使用寿命。文章研究成果可以为恒扭提速钻具特性研究、结构优化与现场应用提供理论指导。
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单位石油大学机电工程学院
