新型扭转振动工具动力学模型与降黏特性

发布时间：2024-03-18 20:45

　　在油气开采过程中,随着钻井深度的增加,岩石硬度加大,井下摩擦阻力较大,钻柱系统易发生黏滑振动,将导致部件过早发生故障,钻井作业效率低下,因此对于黏滑控制技术的研究具有重要意义。结合钻井过程中的实际工况,提出了一种新型扭转振动工具,建立了基于该工具的钻柱系统扭转振动模型以及非线性动力学模型,分别进行了算例分析与实验测试以研究工具的降黏效果。算例分析时采用控制变量法,首先在给定转盘转速、钻压的情况下,对比分析了有或无工具时的钻柱系统各部件角速度,然后在相同钻压、不同转盘转速和相同转盘转速、不同钻压的情况下,分别对钻柱系统中有或无工具时的钻头角速度进行了求解;在实验过程中,对同一口井进行了有或无工具的测试,并结合未使用该工具的相邻井对照数据,分析了该工具的降黏效果。研究结果表明:在相同工况条件下,使用该扭转振动工具,可明显消除或抑制黏滑振动,同时,适当增大转盘转速,适当降低钻压可在一定程度上抑制钻柱的黏滑振动;在误差允许范围内,理论计算结果与测试结果相符合,验证了理论模型、求解方法以及算例分析的正确性。所提出的新型扭转振动工具、建立的动力学模型与研究结果对于减少黏滑振动、提高破岩效率具有重要...

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本文编号：3931795