斜直井眼中钻柱的动力学特性分析  被引量:13

Analysis of dynamic characteristics of drillstring in straight hole

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作  者:胡以宝[1] 狄勤丰[1] 姚建林[1] 姚永汉[1] 

机构地区:[1]上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海200072

出  处:《石油钻采工艺》2009年第1期14-17,共4页Oil Drilling & Production Technology

基  金:国家自然科学基金项目(空气钻井直井易斜机理及其控制技术研究:No50674065);上海市科委项目(西部地区高陡构造油气资源快速钻探技术研究:061658035)资助

摘  要:为研究和控制钻柱动力学特性,分析斜直井眼中全井钻柱的受力变形特点,建立了钻柱动力学模型,利用节点迭代法解决了利用整体有限元法计算钻柱动力学特性较困难的问题,并应用节点迭代有限元法研究了钻柱的涡动轨迹和涡动速度等动力学特性。在转盘转速为120r/min时,在给定的钻柱结构下,井深5256m处的涡动速度达252r/min,井深261~732m处的钻柱应力波动幅值约为15MPa。结果表明,钻柱内的这种应力波动或涡动特征是导致钻柱失效的重要因素,控制钻柱内的动态应力水平对钻柱失效事故的降低十分重要。This paper is to study and control the dynamic characteristics of drillstring in a straight hole. The stress and deformation of drillstring is analyzed and a dynamic model of drillstring is established. The dynamic characteristics including whirl orbit and whirl speed of drillstring are studied through finite element method. The whirl speed at depth 5256 m reaches 252 r/min while the table rotary speed is only 120 r/min. The stress fluctuation at depth 261-732 m riseseup to 15 MPa. The results show that the stress fluctuation in drillstring is the major factor for drillstring failure, and the control of the drillstring dynamic stress is important to minimize the drillstring failure.

关 键 词:钻柱 动力学 涡动 失效 斜直井眼 

分 类 号:TE921[石油与天然气工程—石油机械设备]

 

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