斜直井眼中钻柱横向动态运动非线性模型研究

摘要：

由于缺乏对钻柱在斜井或水平井中运动规律清楚的认识,故无法采取有效措施避免钻柱的非正常磨损以及由于钻柱偏磨导致的钻杆磨穿问题.基于Lagrange动力学普遍方程,综合考虑了钻柱的黏滑运动、横向及扭转变形以及钻井液阻尼的影响,建立了斜直井中钻柱非规则运动的4自由度非线性动态模型.针对不同井斜角条件下钻柱运动的数值研究表明:当井斜角为90°时,钻柱将会沿着自身旋转方向约30°扇形域的井壁蠕动,并且由于摩阻扭矩的集聚-释放,伴随随机的黏滑和翻滚.随着井斜角的减小,局部的摩擦翻滚幅度增加并逐渐扩展成为整个井眼内的带有随机碰撞的回旋运动.该模型有助于更好地认识定向井作业中钻柱的井下工况,为有效实施减弱钻柱磨损和预防钻杆磨穿的举措提供理论指导.

关键词：管柱力学、非线性动力学模型、黏滑翻滚、斜直井

所属期刊栏目：36

分类号：TE242(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金创新研究群体项目51521063;旋转导向钻井系统钻头性能分析系统开发CRI2014RCPS0025OSN

在线出版日期：2018-01-31（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：1-6