小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用

doi:10.7623/syxb200006014

石油学报 ›› 2000, Vol. 21 ›› Issue (6): 77-82.DOI: 10.7623/syxb200006014

小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用

刘巨保¹, 张学鸿², 焦洪柱³

1. 浙江大学, 浙江杭州310027;
2. 大庆石油学院, 黑龙江安达151400;
3. 大庆钻井研究所, 黑龙江大庆163413

收稿日期:1999-03-22 修回日期:1999-09-23 出版日期:2000-11-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:刘巨保,男,1963年12月生.1984年毕业于大庆石油学院.现在渐江大学固体力学专业攻读博士学位,副教授.通讯处;黑龙江省安达市大庆石油学院机械系.
基金资助:
中国石油天然气总公司“九五”重点科技攻关项目(970401)

THE DYNAMIC ANALYSIS AND APPLICATION OF DRILLING STRING IN SLIM HOLE WELL

LIU Ju-bao¹

Daqing Petroleum Institute, Anda 151400, China

Received:1999-03-22 Revised:1999-09-23 Online:2000-11-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 考虑小井眼细长钻柱沿井深和井眼圆周方向的随机接触碰撞,建立了钻柱瞬态动力学模型.运用动力间隙元不仅能合理描述钻柱与井壁的接触碰撞过程,还能考虑井壁变形和泥饼的能量吸收,并用Newmark法求解钻柱动力学平衡方程.通过钻井全尺寸模型装置上的钻柱动力学试验,对理论计算结果进行了验证,也为钻头干扰力确定提供了依据.经大庆油田14口小井眼井应用表明,由钻柱动力学分析所设计的钻柱结构没有发生井下断钻具事故,防斜性能也比较好,机械钻速得到明显提高.

关键词: 小井眼钻井, 钻柱, 动力学, 模型, 试验

Abstract: By analyzing the random contact and impact between drilling string and bore hole wall at arbitrary depth and circle direction in slim hole well,a dynamic model of whole drilling string is presented.This model is solved by dynamics gap element which can not only describe the contact and impact between drilling string and bore hole wall but also present the deformation of bore hole wall and energy absorption of mud cake.The dynamic equilibrium equation is solved by Newmark method.Through laboratory test of drilling string dynamics at the normal size simulating drilling device,the theoretical results are verified and the interference force of bit is determined.The field tests in 14 slim hole wells in Daqing Oil Field show that no fatigue failure in the drilling string to be designed by dynamics analysis can be developed,and the better defense inclination is obtained with drilling speed being increased significantly.

Key words: slim hole drilling, drilling string, dynamics, model, test

中图分类号:

TE246

刘巨保, 张学鸿, 焦洪柱. 小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用[J]. 石油学报, 2000, 21(6): 77-82.

LIU Ju-bao. THE DYNAMIC ANALYSIS AND APPLICATION OF DRILLING STRING IN SLIM HOLE WELL[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2000, 21(6): 77-82.

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