可调弯螺杆钻具振动特性研究

作者：刘强; 刘轶溟; 杨春雷

来源：石油机械, 2021, 49(06): 1-8.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.06.001

• 钻柱动力学
• 螺杆钻具
• 弯角
• 振动特性
• 多体动力学

超深井钻井作业过程中,螺杆钻具失效事故时有发生,究其原因,除了其本身质量外,钻柱振动也是诱发钻具失效的主要原因。针对这一问题,考虑真实井眼轨迹、钻具组合、钻头与地层的相互作用及井壁的摩擦属性,利用多体动力学软件,建立了螺杆钻具全井钻柱动力学特性仿真模型,模拟了不同弯角螺杆钻具的轴向力、扭矩、弯矩及水平面运动轨迹随井深的变化。分析结果表明:随着螺杆钻具弯角的增大,其所受轴向力的平均值与幅值也随之升高,这表明其所受轴向振动也更加剧烈;随着螺杆钻具弯角的增大,其所受扭矩及弯矩的平均值不变,但其所受力的幅值会变大,这表明大弯角螺杆钻具在井下发生钻具疲劳失效的概率大幅增加,因此应考虑配置扶正器或减振器等井下工具。研究结果可为可调弯螺杆钻具的合理使用提供参考。

• 单位
  中石化石油机械股份有限公司