预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动力学特征及其应用

摘要：

带预弯结构的钟摆钻具组合(简称预弯钟摆BHA)既可适用于气体钻井,也适用于泥浆钻井,并在直井控斜、提速方面得到了较好的应用.但在不同钻井介质中,预弯钟摆BHA的应用效果体现出了较大的差异.从动力学角度出发研究钻井介质对预弯钟摆BHA力学特性的影响鲜有报道.通过研究钻井液附加质量引起的非线性惯性力及流体阻力特征,分析了气体钻井和泥浆钻井中预弯钟摆BHA动力学模型的差异.基于旋转Rayleigh梁模型,推导了预弯钟摆BHA钻头上的动态侧向力和动态轴向力,研究在不同钻井介质中预弯钟摆BHA的运动特征及受力特征,分析其对实际钻井的控斜、提速效果的影响,并研究了弯角大小对不同介质中预弯钟摆BHA的动力学特征的影响规律.结果 表明,预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动态特征差异显著,气体钻井中的运动特征更为稳定,动态侧向力和轴向力较高;不同介质中的弯角影响规律有其各自的特点,在现场实际应用中,应根据需要进行合理的选择.

关键词：预弯钟摆BHA;气体钻井;泥浆钻井;动力学特征;控斜提速

所属期刊栏目：42

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金项目"气体钻井中预弯底部钻具组合控斜的非线性动力学机制";"超深井油套管螺纹接头三维力学特性分析及密封机理研究";国家自然科学基金联合基金重点支持项目"超深井钻柱非线性动力学及动态安全性基础理论研究"

在线出版日期：2021-11-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1237-1246