新型减摩阻工具的射流振荡动力学机理

摘要：

在水平井段钻进时,钻柱与井壁之间的摩阻将抵消一部分钻压,使钻压很难传递到钻头,降低了钻压传递效率.为了降低钻井摩阻、提高钻进效率,研制出了一种新型射流振荡减摩阻工具(以下简称新工具),开展了新工具的动力学和振动减摩阻特性研究,进行了新工具算例分析与室内实验测试,并对其结果进行了对比分析.研究结果表明:①新工具能够产生射流振荡效果,形成脉冲压力波动,使钻柱产生轴向振动,减小钻柱与井壁之间的摩擦阻力;②结合实际工况条件,随着钻压和转盘转速增大,钻头转速波动范围增大,产生钻柱黏滑现象的可能性降低;③算例分析与实验测试结果得到的振动速度均呈现明显的非线性规律,能够反映钻柱的真实振动特性.结论认为,算例计算与实验测试结果一致,验证了新工具结构设计的合理性和计算结果的准确性;新工具有效降低了水平井的钻井摩阻,不仅为实现油气井高效钻井提供了技术支持,也为新条件下的油气井钻井工具开发提供了参考.

关键词：水平井、钻井、摩阻、射流振荡、新工具、振动、减摩特性、实验测试

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资助基金：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”2016ZX05038;石油天然气装备教育部重点实验室基金项目“复杂井身结构与随机载荷作用下钻柱动力学模型与求解方法研究”OGE201701-02

在线出版日期：2019-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：99-106