气体钻井钻具组合瞬态动力学特性初探

摘要：

钻柱转动时切向摩擦力会引起钻柱侧向位移,但采用钻井液钻井时其摩擦系数较小,因此该位移常被忽略不记.但在气体钻井时,其摩擦系数增大,该部分位移则不得不考虑.以弹性力学、材料力学为基础,考虑切向摩擦力对钻柱变形的影响,建立了转动钻柱在斜直井中三维瞬态动力学模型及力学方程,并采用龙格-库塔法求解方程数值,分析了钻井参数、滚动摩擦系数、滑动摩擦系数及井眼结构参数等对下部钻具组合变形的影响.分析结果表明:钻压增大,钻柱的变形量加大,钻柱变形节距减小,钻柱振动加剧,但对下部钻具的摩擦扭矩影响不大;井斜角增大,钻柱与井壁的接触力及摩擦扭矩增大,钻柱的变形节距减小;环空间隙减小,钻柱变形角增大,钻柱变形节距减小;钻井流体的密度越大,下部钻柱变形角越小;并斜角增大,不仅影响下部钻柱变形的大小,而且影响着变形方向.

关键词：气体钻井、钻具组合、动力学、力学模型

所属期刊栏目：36

分类号：TE21;TE242.9(钻井工程)

资助基金：国家高技术研究发展计划"863"计划项目"超深井钻井技术研究"2006AA06A109

在线出版日期：2009-03-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：14-19