钻柱纵向振动分析与应用

摘要：

利用钻柱纵向振动数学模型,分析了钻柱轴向应力振幅分布曲线和钻柱中最大轴向应力幅频曲线的特征以及钻井液粘度、激励位移和减振器位置对钻杆中最大轴向应力振幅的影响.分析表明:钻柱中轴向应力振幅沿纵向呈波状分布,其最大值在钻柱底部或钻杆中;钻杆中的最大轴向应力振幅随转速的变化曲线呈凹坑形,为了保护钻柱,应该选择凹坑中间的转速带;钻杆中的最大轴向应力振幅和钻柱底部的轴向应力振幅随转速的变化趋势并不完全一致,以后者作为判断钻柱是否共振和优选转速的指标不够准确,而应以前者作为该指标;钻杆中的最大轴向应力振幅与激励位移大致成正比;钻井液粘度越高,钻杆中的最大轴向应力振幅越小;减振器位置可以改变钻柱纵振系统的固有频率,从保护钻柱角度考虑,低转速时,减振器应紧靠钻头安装,高转速时,减振器应与钻头保持一定距离;通过优选钻具组合和转速,防止钻柱共振是预防钻具失效的有效措施.

关键词：钻井工程、钻柱、纵向振动、减振器、钻具失效

所属期刊栏目：30

分类号：O32;TE2(振动理论)

资助基金：中国石化重大科技攻关项目P06065;中国石化先导试验项目GCQ-07-ZS-0015;中原油田博士后项目2007313

在线出版日期：2011-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：229-233