空气钻井钻具组合动力学特征及井斜机理研究

doi:10.7623/syxb200806025

石油学报 ›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (6): 917-921.DOI: 10.7623/syxb200806025

空气钻井钻具组合动力学特征及井斜机理研究

狄勤丰¹, 朱卫平¹, 姚建林¹, 赵业荣², 雷桐², 张汉林²

1. 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海 200072;
2. 中国石油长庆石油勘探局陕西西安 710061

收稿日期:2008-01-15 修回日期:2008-04-09 出版日期:2008-11-25 发布日期:2010-05-21
基金资助:
国家自然科学基金项目(No.50174047、No.50674065);上海市科委项目(061658035);上海市重点学科建设项目(Y0103)联合资助

Dynamic features of bottom hole assembly and borehole deviation mechanism in air drilling

DI Qinfeng¹, ZHU Weiping¹, YAO Jianlin¹, ZHAO Yerong², LEI Tong², ZHANG Hanlin²

1. Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai University, Shanghai 200072, China;
2. PetroChina Changqing Petroleum Exploration Bureau, Xi'an 610072, China

Received:2008-01-15 Revised:2008-04-09 Online:2008-11-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 研究了用牙轮钻头进行空气钻井时光钻铤钻具组合动力学特征及井斜机理,建立了光钻铤钻具组合的转子动力学模型,分析了空气钻井与泥浆钻井时光钻铤钻具组合动力学特征的区别。结果表明,高碰摩系数使空气钻井时钻具组合反向涡动,空气的低阻力使空气钻井的涡动速度增大。泥浆钻井则相反,钻具组合以较低的涡动速度向前涡动。这些特征的综合作用使得空气钻井时钻头上的降斜力小于泥浆钻井,成为引起空气钻井井眼易斜的主要原因之一。

关键词: 空气钻井, 钻具组合, 井斜机理, 动力学模型, 涡动

Abstract: The dynamic features of bottom hole assembly(BHA)and mechanism of borehole deviation in air drilling were studied using slick drill collar. The dynamic model for rotor of slick BHA was established. The dynamic features of BHA under the conditions of mud fluid were compared to those of air drilling. The results show that the higher friction coefficients of borehole wall can result in a backward whirling motion of the BHA and lower damping coefficient of air makes the whirling speed higher in air drilling. The BHA in mud fluid drilling can whirl forward at a lower speed, due to the lower friction coefficients in the wall of borehole and higher damping coefficient of mud. The comprehensive function of these dynamic features made a smaller deviation dropping on bit in air drilling than that in mud drilling, which leads to the deviation of drilled borehole in air drilling.

Key words: air drilling, bottom hole assembly, borehole deviation mechanism, dynamic model, whirl

中图分类号:

TE242

狄勤丰, 朱卫平, 姚建林, 赵业荣, 雷桐, 张汉林. 空气钻井钻具组合动力学特征及井斜机理研究[J]. 石油学报, 2008, 29(6): 917-921.

DI Qinfeng, ZHU Weiping, YAO Jianlin, ZHAO Yerong, LEI Tong, ZHANG Hanlin. Dynamic features of bottom hole assembly and borehole deviation mechanism in air drilling[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2008, 29(6): 917-921.

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空气钻井钻具组合动力学特征及井斜机理研究

Dynamic features of bottom hole assembly and borehole deviation mechanism in air drilling

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