| 波动钻压下阶梯钻柱系统稳定性研究 |
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| 引用本文： | 赵广慧, 唐松, 梁政, 李举. 波动钻压下阶梯钻柱系统稳定性研究[J]. 固体力学学报, 2017, 38(3): 253-262. |
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| 作者姓名： | 赵广慧 唐松 梁政 李举 |
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| 作者单位： | 西南石油大学机电工程学院,成都,610500; 西南石油大学机电工程学院,成都,610500; 西南石油大学机电工程学院,成都,610500; 西南石油大学机电工程学院,成都,610500 |
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| 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.
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| 关 键 词： | 阶梯钻柱 输液管 波动钻压 稳定性 Bolotin法 |
| 收稿时间： | 2016-10-24 |
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