波动钻压下阶梯钻柱系统稳定性研究

• 作者: 唐松 李举 梁政 赵广慧
• 来源期刊: 固体力学学报
• 关键词: 阶梯钻柱 输液管 波动钻压 稳定性 Bolotin法
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 253-262
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

处于狭长井筒中的钻柱,其动力响应受到钻具组合、内外钻井液流动以及钻井参数等因素的影响,钻柱动力失稳导致的剧烈振动是井壁坍塌和钻具失效的重要原因.考虑到钻杆和钻铤在刚度和线密度上存在很大的差别,论文将钻柱简化为单阶梯输液管柱,钻井液沿着钻柱内部向下泵入并从环空返回地面.耦合考虑钻柱自重、随时间简谐变化的波动钻压、稳定器以及钻井液的水动力和阻尼力,建立了直井中钻柱横向振动的解析模型.利用有限单元法离散为四阶常微分方程后,采用Bolotin法得到临界频率方程确定系统的不稳定区范围,研究了钻压、钻杆长度、稳定器安装位置、钻井液的流速和密度等参数对系统稳定性影响的机理.研究表明:钻压的平均值和波动幅值都是钻柱失稳的驱动因素,而系统的稳定性对处于受拉状态的钻杆的长度变化不敏感.在论文所研究的参数范围内,降低钻井液流速和密度、下移稳定器的安装位置均有助于增强系统的稳定性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	梁政		181	1594	20.0	30.0
2	赵广慧		22	125	7.0	10.0
3	唐松		4	8	2.0	2.0
4	李举		4	2	1.0	1.0