铝合金钻杆的动态特性及磨损机理分析

doi:10.7623/syxb201004033

石油学报 ›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (4): 684-688.DOI: 10.7623/syxb201004033

铝合金钻杆的动态特性及磨损机理分析

唐继平 1 狄勤丰 2,3 胡以宝 2,3 王文昌 2,3 梁红军 1 杨成新 1

1中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒 841000； 2上海大学、上海市应用数学和力学研究所上海 200072； 3上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海 200072

收稿日期:2009-12-22 修回日期:2010-03-05 出版日期:2010-07-25 发布日期:2010-09-25
通讯作者: 唐继平
作者简介:唐继平，男，1956年10生，1982年毕业于西南石油学院，现为中国石油塔里木油田分公司库车勘探开发项目经理部经理，教授级高级工程师，主要从事石油钻井方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目（No.50674065）和长江学者创新团队发展计划（IRT0844）联合资助。

Analysis on dynamic characteristics and wear mechanism of aluminum alloy drill pipe

TANG Jiping 1 DI Qinfeng 2,3 HU Yibao 2,3 WANG Wenchang 2,3 LIANG Hongjun 1 YANG Chengxin 1

Received:2009-12-22 Revised:2010-03-05 Online:2010-07-25 Published:2010-09-25

摘要/Abstract

摘要：

根据塔里木油田某井铝合金钻杆材料特点和实际磨损情况，运用有限元法分析了铝合金钻杆在地面旋转驱动时的涡动轨迹、涡动速度、轴向速度和加速度。将其与钢钻杆的动力学特性进行的比较结果表明，铝合金钻杆在接近井壁区域内大部分时间作向前涡动，且涡动速度较大，使得铝合金钻杆易产生划痕、压痕等损伤。这也解释了俄罗斯在使用铝合金钻杆中要求尽可能采用井下动力驱动的力学机制的原因。与钢质钻杆相比，铝合金钻杆的轴向加速度较大，但其轴向力及波动幅度较小。

关键词: 铝合金钻杆, 动力学特性, 有限元法, 涡动, 磨损机理

Abstract:

Based on the material characteristics and wear situation of aluminum alloy drill pipe, the dynamic characteristics of aluminum alloy drill pipe in terrain rotation, such as whirl orbit, whirl speed, axial velocity and acceleration, were analyzed using the finite element method. The dynamic characteristics of aluminum alloy drill pipe were compared with that of the steel drill pipe. The results show that the aluminum alloy drill pipe moves forward in whirl motion at a high speed near the region of borehole wall. The moving situation is easy to result in the scratch and indentation damages on the surface of aluminum alloy drill pipe. That is why the Russian engineers recommend using the aluminum alloy drill pipe driven by power equipment at bottom hole. The aluminum alloy drill pipe has larger axial acceleration and smaller axial force and fluctuating amplitude than the steel drill pipe.

Key words: aluminum alloy drill pipe, dynamic characteristics, finite element method, whirl, wear mechanism

唐继平狄勤丰胡以宝王文昌梁红军杨成新. 铝合金钻杆的动态特性及磨损机理分析[J]. 石油学报, 2010, 31(4): 684-688.

TANG Jiping DI Qinfeng HU Yibao WANG Wenchang LIANG Hongjun YANG Chengxin. Analysis on dynamic characteristics and wear mechanism of aluminum alloy drill pipe[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2010, 31(4): 684-688.

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Analysis on dynamic characteristics and wear mechanism of aluminum alloy drill pipe

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