钻柱扭转振动模型的建立及求解

doi:10.7623/syxb200002015

石油学报 ›› 2000, Vol. 21 ›› Issue (2): 78-82.DOI: 10.7623/syxb200002015

钻柱扭转振动模型的建立及求解

刘清友, 马德坤, 钟青

西南石油学院, 四川南充637001

收稿日期:1998-09-21 修回日期:1999-01-25 出版日期:2000-03-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:刘清友,男,1965年10月生.1997年6月毕业于西南石油学院机械工程专业,获博上学位.现为重庆大学博士后,西南石油学院机械系教授.通讯处:四川省南充市.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(59804009);石油科技中青年创新基金

A DRILLING STRING TORSIONAL VIBRATION MODEL AND ITS SOLUTION

LIU Qing-you

Southwest Petroleum Institute

Received:1998-09-21 Revised:1999-01-25 Online:2000-03-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 在建立了牙轮钻头与井底岩石互作用模型的基础之上,将钻头与井底岩石互作用力矩作为钻柱的下端边界条件.在适当简化的条件下,利用弹性杆理论和单元法,建立了在钻井过程中由于钻头与岩石互作用和钻柱弹性变形而导致钻柱产生扭转振动的动力学模型.在给定初始条件和边界条件的情况下,采用数值计算方法求解了钻柱扭振模型.为进一步弄清钻头、钻柱在井底的实际运动规律和动力学性能,控制井眼轨迹,预防钻杆早期失效奠定了理论基础.

关键词: 钻柱, 岩石, 钻头, 动力学, 扭振, 模型

Abstract: Based on the interaction of bit and formation,the force from the rock and bit is used for the boundary condition of the end of the drill string.As simplified by the elastic bar theory and FE method,a torsional vibration model for the drill string simulates the bit/formation interaction and elastic deformation of the drill string is established.The torsional model is solved by numerical method by considering the boundary condition and initial condition.The theoretical work in this paper is the basis for the dynamic behavior and kinetics of drilling string and rock bit and for well orbit control early failure prevention.

Key words: string, rock, bit, dynamics, torsional vibration, model

中图分类号:

TE821

刘清友, 马德坤, 钟青. 钻柱扭转振动模型的建立及求解[J]. 石油学报, 2000, 21(2): 78-82.

LIU Qing-you. A DRILLING STRING TORSIONAL VIBRATION MODEL AND ITS SOLUTION[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2000, 21(2): 78-82.

[1]	魏兵, 李沁芷, 叶启航, 吴润楠, 赵金洲, 卢军, 陈海龙. 致密油储层表面活性剂微观渗吸机制——基于低场核磁共振和纳流控技术[J]. 石油学报, 2026, 47(5): 1080-1093.
[2]	张更, 李军, 杨宏伟, 张辉, 黄洪林. 基于井筒—地层温度分布特征的溢漏同存工况检测方法[J]. 石油学报, 2026, 47(4): 920-933.
[3]	朱志强, 廖茂林, 李牧, 刘伟, 马嘉泽, 王雨溪, 苏义脑. 基于微型测量器动力学信号分析的井下气侵定量检测方法[J]. 石油学报, 2026, 47(3): 659-673.
[4]	吕伟峰, 闫玉同, 吕文峰, 俞宏伟. CO₂驱前缘表征方法及运移影响因素研究进展[J]. 石油学报, 2026, 47(1): 155-171.
[5]	石祥超, 陈帅. 岩石可钻性指数测试及分级方法验证[J]. 石油学报, 2025, 46(9): 1792-1804,1834.
[6]	王民, 赵信斌, 唐育龙, 李明, 李进步. 页岩孔隙度、含油率评价方法现状与研究进展[J]. 石油学报, 2025, 46(9): 1817-1834.
[7]	朱海燕, 王智辉, 范宇, 郭建华, 雷明, 高佳佳, 曹文科. 碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法研究进展及展望[J]. 石油学报, 2025, 46(8): 1628-1646.
[8]	刘清友, 严梁柱. 智能钻头研究现状与进展[J]. 石油学报, 2025, 46(6): 1193-1202.
[9]	李兵兵, 闫振阳, 刘雅静, 朱维耀, 王迪, 马启鹏, 宋智勇, 刘昀枫. 微观渗流可视化技术在提高原油采收率中的应用进展[J]. 石油学报, 2025, 46(5): 994-1008.
[10]	曹豹, 糜利栋, 谢坤, 卢祥国, 闻国峰, 田福春. 基于离散裂缝模型的特低渗-致密油藏多相多组分渗流数值模拟方法[J]. 石油学报, 2025, 46(4): 763-778.
[11]	王付勇, 岳慧, 朱维耀. 考虑纳米束缚效应与孔—缝组合方式的页岩油藏表观渗透率模型[J]. 石油学报, 2025, 46(4): 779-788.
[12]	姚军, 王通, 孙致学, 孙海, 黄朝琴. 通用嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术[J]. 石油学报, 2025, 46(3): 574-587.
[13]	周雪松, 赵晓明, 葛家旺, 赵勇, 甄艳, 阴国锋, 樊玉成, 王健伟, 张雷. 基于沉积微相-岩石相-成岩相耦合的致密砂岩优质储层预测——以东海陆架盆地西湖凹陷渐新统花港组为例[J]. 石油学报, 2025, 46(12): 2259-2272.
[14]	刘清友, 杨迎新, 叶道辉, 官杨. 油气钻头技术演进历史与发展趋势[J]. 石油学报, 2025, 46(12): 2389-2409.
[15]	祝效华, 阳飞龙, 刘伟吉. 液柱压力下PDC齿切削破岩机理[J]. 石油学报, 2025, 46(10): 1943-1959.

钻柱扭转振动模型的建立及求解

A DRILLING STRING TORSIONAL VIBRATION MODEL AND ITS SOLUTION

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价