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井底钟摆类钻具转动规律的实验研究 被引量:6
1
作者 刘永旺 管志川 +2 位作者 魏文忠 史玉才 毛丹 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2008年第5期27-29,共3页
利用根据相似理论设计出的钻柱动力学模拟试验装置,对不同钻压、自转频率条件下钟摆类底部钻具组合转动特征进行了模拟试验研究。应用快速傅立叶变换(FFT),提取出底部钻具组合的公转频率并进行图表分析。结果表明,钟摆类底部钻具组合存... 利用根据相似理论设计出的钻柱动力学模拟试验装置,对不同钻压、自转频率条件下钟摆类底部钻具组合转动特征进行了模拟试验研究。应用快速傅立叶变换(FFT),提取出底部钻具组合的公转频率并进行图表分析。结果表明,钟摆类底部钻具组合存在正向涡动、无规则转动和反向涡动三种运动形式,运动状态主要与自转频率有关,存在一个"临界自转频率",自转频率低于"临界自转频率"时正向涡动;在"临界自转频率"附近时无规则运动;自转频率高于"临界自转频率"时反向涡动。另外发现,钟摆类底部钻具组合发生反向涡动时公转频率与自转频率之比约等于钻柱直径与井眼间隙之比。 展开更多
关键词 底部钻具 运动状态 特性 频率 实验研究
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底部钻具规则涡动轨迹的内摆线描述方法 被引量:1
2
作者 马汝涛 纪友哲 +2 位作者 贾涛 韩飞 朱英杰 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期76-78,83,共4页
为了认识和控制钻井过程中的钻柱涡动,基于几何学原理提出内摆线描述方法。该方法将涡动视为规则运动,从分析钻柱外缘固定点的运动特性入手,求解底部钻具(BHA)与井壁的摩擦接触的运动轨迹方程,确定轨迹上各点的速度,分析钻柱自转和公转... 为了认识和控制钻井过程中的钻柱涡动,基于几何学原理提出内摆线描述方法。该方法将涡动视为规则运动,从分析钻柱外缘固定点的运动特性入手,求解底部钻具(BHA)与井壁的摩擦接触的运动轨迹方程,确定轨迹上各点的速度,分析钻柱自转和公转速度对底部钻具运动轨迹的影响。结果表明:底部钻具的涡动可能造成钻柱以远高于其自转速度的角速度沿着井壁快速公转,导致井下工具过早失效;钻柱规则涡动引起BHA外缘某点沿井壁的运动轨迹可用几何方法进行描述,轨迹方程证实线速度是影响井下工具磨损的重要参数;根据现场测试与室内试验所获得的钻柱规则运动轨迹可以反推涡动方程,从而掌握BHA的运动状态;利用内摆线描述法所得结果与文献试验数据吻合较好。 展开更多
关键词 底部钻具 钻柱涡动 内摆线 运动轨迹 过程监测
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考虑钻柱振动的底部钻具载荷传递规律研究 被引量:1
3
作者 王鹏 闫铁 +1 位作者 李钢 刘珊珊 《石油天然气学报》 CAS CSCD 2014年第3期154-158,0,共5页
随着油藏开发难度增加,苛刻的地质条件给钻井作业技术提出更高的要求,特别是在大位移井及深井超深井钻井方面。对于极限延伸井钻井来说,不仅需要有良好的钻井设备,还需要依靠钻井工艺技术及基础理论支撑。底部钻具组合力学分析中的载荷... 随着油藏开发难度增加,苛刻的地质条件给钻井作业技术提出更高的要求,特别是在大位移井及深井超深井钻井方面。对于极限延伸井钻井来说,不仅需要有良好的钻井设备,还需要依靠钻井工艺技术及基础理论支撑。底部钻具组合力学分析中的载荷传递规律对极限延伸井钻井有着重要影响。因此,在前人研究的基础上,对考虑钻柱横向振动影响下的底部钻具载荷传递规律进行研究,同时对影响底部钻具载荷传递规律的因素进行敏感性分析。研究结果表明:底部钻具横向振动对钻柱轴力及扭矩影响较大,随着摩擦因数及方位变化增加,消耗在底部钻具上的摩阻力及扭矩线性增加;随着底部钻压增加,钻具所受摩阻力及扭矩变化率变大。因此,对于大位移井及长水平段水平井极限延伸来说,不能忽略横向振动对钻具载荷传递的影响。 展开更多
关键词 钻柱 横向振动 底部钻具 载荷传递 极限延伸井
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基于RFID的底部钻具数值化管理现场试验研究
4
作者 魏立明 齐金涛 +2 位作者 马金山 魏红印 刘贤文 《石化技术》 CAS 2016年第10期110-111,共2页
本文在结合油田数字化管理技术的现状的基础上,提出了一套基于RFID的底部钻具数值化管理系统,并对其优点以及应用情况进行了简要的讨论。这种基于RFID的底部钻具数值化管理系统在后期的发展过程中,必定会在油田领域得到一种广泛的应用,... 本文在结合油田数字化管理技术的现状的基础上,提出了一套基于RFID的底部钻具数值化管理系统,并对其优点以及应用情况进行了简要的讨论。这种基于RFID的底部钻具数值化管理系统在后期的发展过程中,必定会在油田领域得到一种广泛的应用,发挥出重大的价值。 展开更多
关键词 油田 发展 底部钻具 管理系统
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大牛地气田长水平段井眼轨迹控制方法 被引量:42
5
作者 牛洪波 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期64-67,121,共4页
准确掌握钻具组合与地层相互作用表现出来的造斜率是控制水平井井眼轨迹的关键。为了实现对鄂尔多斯盆地大牛地气田长水平段水平井井眼轨迹的高效控制,利用大牛地气田长水平段实钻资料进行了统计分析,获得了使用特定钻具组合在复合钻进... 准确掌握钻具组合与地层相互作用表现出来的造斜率是控制水平井井眼轨迹的关键。为了实现对鄂尔多斯盆地大牛地气田长水平段水平井井眼轨迹的高效控制,利用大牛地气田长水平段实钻资料进行了统计分析,获得了使用特定钻具组合在复合钻进条件下地层可钻性级值与井眼全角变化率的对应关系。以此为基础,结合螺杆钻具的实际造斜能力,提出了以地层可钻性级值作为设计依据,构建适应地层可钻性的底部钻具组合设计指导原则,并结合现场应用情况形成了考虑岩石性能变化的井眼轨迹控制方法。该方法提高了底部钻具组合及钻进参数优选的针对性和可操作性,进而可达到提高复合钻进进尺比例和长水平段井眼轨迹控制效率的目的。还从井眼轨迹控制技术的角度出发,提出了一种用于钻具组合及钻进参数优选的地层分级方法,并在实际钻井过程中得到了应用和验证。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 大牛地气田 长水平段 轨迹控制 地层分级方法 底部钻具组合 钻进参数
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水平井钻柱摩阻扭矩分段计算模型 被引量:31
6
作者 闫铁 李庆明 +2 位作者 王岩 李井辉 毕雪亮 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2011年第5期69-72,83,共5页
根据水平井接触和受力特点,利用分段计算方法,建立水平井钻柱摩阻扭矩计算模型;采用三维纵横弯曲梁理论,计算钻柱BHA(底部钻具组合)段摩阻扭矩;采用软杆模型,求解BHA以上钻柱段的摩阻扭矩;对井眼曲率变化较大及刚度较大的加重钻杆井段... 根据水平井接触和受力特点,利用分段计算方法,建立水平井钻柱摩阻扭矩计算模型;采用三维纵横弯曲梁理论,计算钻柱BHA(底部钻具组合)段摩阻扭矩;采用软杆模型,求解BHA以上钻柱段的摩阻扭矩;对井眼曲率变化较大及刚度较大的加重钻杆井段软杆模型加以修正,考虑钻柱屈曲的影响,建立适合水平井的摩阻扭矩三维分段计算模型.应用结果表明,该模型计算精度较高,平均相对误差为10%,可为现场实践应用提供技术参考. 展开更多
关键词 摩阻扭矩 水平井 钻柱 分段计算模型 底部钻具组合 软杆模型
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底部钻具组合造斜率预测新方法 被引量:20
7
作者 史玉才 管志川 +1 位作者 赵洪山 黄根炉 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期85-89,共5页
基于钻头与地层相互作用模型及钻进趋势评价指标,提出一种底部钻具组合造斜率预测的新方法——平衡趋势法,认为底部钻具组合的造斜率应与钻进趋势角为零时的井眼曲率相等。结合钻具组合受力分析模型和钻头与地层相互作用模型,推导出钻... 基于钻头与地层相互作用模型及钻进趋势评价指标,提出一种底部钻具组合造斜率预测的新方法——平衡趋势法,认为底部钻具组合的造斜率应与钻进趋势角为零时的井眼曲率相等。结合钻具组合受力分析模型和钻头与地层相互作用模型,推导出钻进趋势角的计算表达式,建立平衡趋势法求解底部钻具组合造斜率的计算方法。实例验证表明,该方法具有较高的计算精度,能够实现钻头和地层的各向异性、地层倾角及倾向等各种因素对底部钻具组合造斜率的定量评价,为今后底部钻具结构的合理配置以及钻井参数的优选提供有力的理论依据和分析手段。 展开更多
关键词 钻井 底部钻具组合 造斜率 钻进趋势角 井眼曲率 平衡趋势法
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应用相似方法模拟研究底部钻具组合的公转运动规律 被引量:18
8
作者 史玉才 苑燕燕 武春芳 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2006年第B06期159-162,共4页
应用相似理论及相似转换法,推导出了模拟实验研究底部钻具组合(BHA)运动状态所遵循的相似指标及相似准则,简单介绍了如何应用该相似准则建立底部钻具组合运动状态模拟实验装置.本文采用BHA运动微分方程为基本方程推导相似准则,推导出的... 应用相似理论及相似转换法,推导出了模拟实验研究底部钻具组合(BHA)运动状态所遵循的相似指标及相似准则,简单介绍了如何应用该相似准则建立底部钻具组合运动状态模拟实验装置.本文采用BHA运动微分方程为基本方程推导相似准则,推导出的相似准则物理意义明确,可以用来指导BHA运动状态实验研究. 展开更多
关键词 相似方法 底部钻具组合 运动状态 相似准则
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底部钻具组合参数设计的评价方法 被引量:15
9
作者 夏焱 管志川 史玉才 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期48-51,63,共5页
考虑钻具的设计参数对钻进趋势的影响,提出了钻进趋势角的概念,以此作为底部钻具组合设计效果的评价指标。结合底部钻具的力学分析方法与钻头和地层各向异性理论,建立了一套钻具参数设计效果的评价方法。该方法可分析钻具结构参数、地... 考虑钻具的设计参数对钻进趋势的影响,提出了钻进趋势角的概念,以此作为底部钻具组合设计效果的评价指标。结合底部钻具的力学分析方法与钻头和地层各向异性理论,建立了一套钻具参数设计效果的评价方法。该方法可分析钻具结构参数、地层参数、钻井施工参数等对钻进趋势的影响规律,从而可以为适应不同井眼条件对钻具性能的要求,提供合适的钻具结构设计参数和操作参数。理论及应用研究表明:(1)钻头侧向力等于零的位置并不是钻具钻进趋势发生改变的位置;(2)如果稳定器位置安放合适,钻压也可以在一定范围内改变钻具的钻进趋势;(3)在直井防斜作业中,使用牙轮钻头比PDC钻头可以起到更好的防斜效果。 展开更多
关键词 底部钻具组合 井眼轨迹 参数设计 评价方法
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底部钻具组合二维分析新方法 被引量:11
10
作者 宋执武 高德利 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2002年第3期34-36,40,共4页
提出一种用于分析底部钻具组合稳定器处的轴向力的新方法 ,即认为轴向力方向应与钻柱切线方向一致 ,其大小不应忽略井壁支反力的影响。在此基础上 ,采用加权余量法推导出一套用于计算底部钻具组合二维受力和变形的新的公式。实例计算结... 提出一种用于分析底部钻具组合稳定器处的轴向力的新方法 ,即认为轴向力方向应与钻柱切线方向一致 ,其大小不应忽略井壁支反力的影响。在此基础上 ,采用加权余量法推导出一套用于计算底部钻具组合二维受力和变形的新的公式。实例计算结果表明 ,由于该公式考虑影响因素更全面 ,因而其计算结果更具合理性 ,与钻柱实际受力情况更加相符 ,且计算过程更为简便、快捷。 展开更多
关键词 石油钻井 底部钻具组合 钻柱力学 二维分析 加权余量法 计算公式
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柔性短节位置对带旋转导向工具底部钻具组合动力学特性的影响 被引量:12
11
作者 狄勤丰 王明杰 +3 位作者 胡以宝 赵域栋 朱卫平 王文昌 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期84-88,共5页
针对具有超长细比特征的底部钻具组合(BHA),运用有限元结点迭代方法,研究柔性短节在不同位置对带位移工作方式旋转导向工具RSBHA的三维动态变形和动态应力的影响,并且分析在不同钻压和转速情况下柔性短节位置的变化对最大动态应力的影... 针对具有超长细比特征的底部钻具组合(BHA),运用有限元结点迭代方法,研究柔性短节在不同位置对带位移工作方式旋转导向工具RSBHA的三维动态变形和动态应力的影响,并且分析在不同钻压和转速情况下柔性短节位置的变化对最大动态应力的影响。结果表明:在合理的位置加入柔性短节能够减小RSBHA的横向动态位移,并且使得最大动态应力明显下降,起到减振的效果,反之将会明显增加动态应力;柔性短节位置对最大动态应力的影响远大于钻压和转速,合理地确定柔性短节位置对提高井下工具的安全性和测量数据的准确性有重要作用。 展开更多
关键词 底部钻具组合 柔性短节 动力学特性 旋转导向工具
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底部钻具组合动力学模型及涡动特性仿真 被引量:11
12
作者 狄勤丰 王文昌 +3 位作者 姚永汉 朱卫平 姚建林 胡以宝 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期53-56,共4页
根据转子动力学理论,把底部钻具组合(BHA)简化成Jeffcott转子模型,同时考虑不同钻压形式对BHA的作用建立BHA的动力学模型,并对BHA的动力学特性进行数值仿真。结果表明:钻压的形式只影响恢复力项,对动力学模型的一般形式无影响;在不同钻... 根据转子动力学理论,把底部钻具组合(BHA)简化成Jeffcott转子模型,同时考虑不同钻压形式对BHA的作用建立BHA的动力学模型,并对BHA的动力学特性进行数值仿真。结果表明:钻压的形式只影响恢复力项,对动力学模型的一般形式无影响;在不同钻压形式的作用下,BHA的动力学特性总体上保持一致;钻压为常数时BHA主要体现为经过一段时间的波动后转为规则向后涡动的特性,钻压为波动值时底部钻具组合也主要体现为向后涡动的特性,但BHA更容易贴着井壁运动。 展开更多
关键词 底部钻具组合 钻压 涡动特征 转子动力学
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“刚柔”钻具组合与井斜控制分析研究 被引量:10
13
作者 高德利 刘福江 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2001年第S1期184-186,共3页
针对油气钻探工程中普遍关心的高效防斜、纠斜问题 ,利用有限元方法对底部钻具组合的动力学特性进行了分析 ,通过算例重点讨论了“刚柔”钻具组合的力学特性 ,并对其井斜控制机理进行了探讨。
关键词 “刚柔”钻具组合 底部钻具组合 井斜控制 有限元方法
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底部钻具组合的参数设计及优化方法 被引量:10
14
作者 管志川 夏焱 +1 位作者 王国胜 杨悦 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期10-13,共4页
为满足井眼轨道设计或实际钻井过程中对井眼轨迹控制的要求,从底部钻具组合设计角度实现了控制井眼轨迹。基于底部钻具组合力学参数分析方法及钻头与地层相互作用理论,模拟钻井过程,计算出井眼轨道的曲线,且将模拟计算的曲线与设计曲线... 为满足井眼轨道设计或实际钻井过程中对井眼轨迹控制的要求,从底部钻具组合设计角度实现了控制井眼轨迹。基于底部钻具组合力学参数分析方法及钻头与地层相互作用理论,模拟钻井过程,计算出井眼轨道的曲线,且将模拟计算的曲线与设计曲线(或者实际要求曲线)之间误差最小设为目标函数,以底部钻具组合设计参数及操作参数为决策变量,建立了底部钻具组合参数设计及优化方法。该方法综合考虑了钻头侧向力、转角、钻头各向异性、地层各向异性、井眼几何参数等对井眼轨迹的影响,克服了钻具组合设计过程中通常以单一参数作为设计依据的局限,并实现了从定量角度对井眼轨迹的模拟描述。计算和实例分析表明,该方法分析结果准确,可以有效地对钻具组合设计是否最优做出评价。 展开更多
关键词 井眼轨迹 控制 底部钻具组合 参数设计 优化方法
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不倒翁式偏心防斜钻具的设计 被引量:9
15
作者 宋执武 高德利 《石油机械》 北大核心 2006年第8期19-20,86,共2页
目前所使用的各种钻具主要是靠钻具本身的重力来产生降斜力,在井斜角很小时,降斜力一般很小,在某些区块钻井时不能满足防斜要求。据此,设计了一种不倒翁式偏心防斜钻具。该钻具有1段钻铤,钻铤的两端各有1个偏心稳定器,钻铤外表面有一半... 目前所使用的各种钻具主要是靠钻具本身的重力来产生降斜力,在井斜角很小时,降斜力一般很小,在某些区块钻井时不能满足防斜要求。据此,设计了一种不倒翁式偏心防斜钻具。该钻具有1段钻铤,钻铤的两端各有1个偏心稳定器,钻铤外表面有一半圆形的偏心块,在钻铤和偏心块之间有轴承结构。利用不倒翁原理,当井斜超过一定值时,偏心块会在重力作用下自动停留在井眼低边,这样就可以将此处的钻柱顶到井眼的高边上去,从而产生一个很大的降斜力,使井斜得以有效控制。 展开更多
关键词 底部钻具组合 不倒翁式偏心防斜钻具 参数设计
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套管钻井技术现状及发展趋势 被引量:9
16
作者 郭先敏 《断块油气田》 CAS 2013年第3期273-277,共5页
为优化生产并实现利润最大化,石油及天然气行业在不断地寻求经济、有效的钻井和油气开采方法。常规钻井方法面临采购成本、检验、操作、运输等诸多作业和经济挑战,更为重要的是底部钻具组合(BHA)更换或钻至总深度时起下钻柱,不仅产生大... 为优化生产并实现利润最大化,石油及天然气行业在不断地寻求经济、有效的钻井和油气开采方法。常规钻井方法面临采购成本、检验、操作、运输等诸多作业和经济挑战,更为重要的是底部钻具组合(BHA)更换或钻至总深度时起下钻柱,不仅产生大量的非生产时间,而且引起井眼不稳定和漏失等井控难题。套管钻井已经历了10多年的研发,直到最近几年,该先进技术才得到成功应用,它能在一个钻进过程中同时完成钻井、下套管与固井作业。文中介绍了目前的套管钻井技术及实际应用情况,分析了其优势与局限性,并提出了相应的解决办法,最后对BHA可回收尾管钻井系统的优势、局限性和实用性进行了分析。 展开更多
关键词 套管钻井 底部钻具组合 钻具锁定工具 发展趋势 可回收尾管钻井
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475型静态推靠式旋转导向钻具组合的弯曲应力分布规律 被引量:5
17
作者 贾建波 兰洪波 +3 位作者 菅志军 张玉霖 孙师贤 孟巍 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期95-100,共6页
旋转导向钻井系统(RSS)是定向钻井的核心装备.经过多年攻关,中海油田服务股份有限公司(简称中海油服)研制出了475型旋转导向钻井系统.为了降低该系统在高造斜率井段的疲劳失效风险,本文采用纵横弯曲梁理论建立了475型静态推靠式旋转导... 旋转导向钻井系统(RSS)是定向钻井的核心装备.经过多年攻关,中海油田服务股份有限公司(简称中海油服)研制出了475型旋转导向钻井系统.为了降低该系统在高造斜率井段的疲劳失效风险,本文采用纵横弯曲梁理论建立了475型静态推靠式旋转导向钻具组合(RSBHA)力学分析模型,模拟分析了RSBHA的弯曲应力总体分布规律、最大弯曲应力影响因素及变化规律.研究表明,限定导向头结构参数条件下,适当加长挠性短节并合理调控钻压和导向合力有助于获得较高造斜率并降低BHA(Bottom-Hole Assembly,底部钻具组合)最大曲率和弯曲应力,最终降低挠性短节疲劳失效风险.研究成果能够为提升该系统的工作能力和安全可靠性提供支持. 展开更多
关键词 旋转导向钻井系统 底部钻具组合 力学分析模型 弯曲应力 分布规律
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套管钻井在Wyoming南部的成功应用 被引量:5
18
作者 S.F.Shepardetal 王涛 《国外油田工程》 2002年第12期21-23,共3页
在Wyoming南部Wamsutter地区 ,美国BP公司在 15口井采用套管钻井新技术 ,改进了完井 ,降低了钻井成本 。
关键词 套管钻井 顶部驱动装置 底部钻具组合 钻井锁紧装置 稳定器 石油钻井
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煤矿井下复合定向钻井技术井斜控制特性分析 被引量:8
19
作者 喻静波 《煤矿机械》 北大核心 2018年第7期63-64,共2页
由于滑动定向钻井技术在煤炭定向钻井时存在钻进效率低、安全性差等问题,介绍了复合定向钻进技术,该技术采用定向钻机与螺杆钻具同时驱动钻头旋转,以实现高效钻进。由于钻机与螺杆同时转动,前人研究的螺杆控制井斜的力学特性结论不再完... 由于滑动定向钻井技术在煤炭定向钻井时存在钻进效率低、安全性差等问题,介绍了复合定向钻进技术,该技术采用定向钻机与螺杆钻具同时驱动钻头旋转,以实现高效钻进。由于钻机与螺杆同时转动,前人研究的螺杆控制井斜的力学特性结论不再完全符合现场施工结果。考虑了钻机转动时底部钻具组合受力特征,分析钻机转速、螺杆弯角、螺杆稳定器的安放位置以及上稳定器的安放位置对钻头侧向力的影响规律,从而指导复合定向钻井时现场施工作业,优化钻井参数,提高井眼轨迹控制的精度。 展开更多
关键词 复合定向钻井技术 螺杆钻具 底部钻具组合 造斜特性
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带旋转导向工具底部钻具组合的动力学特性分析及参数优化 被引量:8
20
作者 胡以宝 狄勤丰 +2 位作者 李汉兴 王文昌 姚建林 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期8-11,共4页
带旋转导向的底部钻具组合(RSBHA)在钻井过程中发挥着极其重要的作用,现场更多关注的是其导向能力,对它的工作状态平稳性没有严格要求。为防止RSBHA的剧烈振动和失效事故,建立了RSBHA的动力学模型,运用有限元法分别计算分析了不同结构... 带旋转导向的底部钻具组合(RSBHA)在钻井过程中发挥着极其重要的作用,现场更多关注的是其导向能力,对它的工作状态平稳性没有严格要求。为防止RSBHA的剧烈振动和失效事故,建立了RSBHA的动力学模型,运用有限元法分别计算分析了不同结构、不同转速、不同钻压条件下的底部钻具组合的动力学特性,求得了动态位移和动态弯曲应力。结果显示:合理安放稳定器能够有效地减弱RSBHA的横向振动,降低其动态弯曲应力;转速对RSBHA的动态弯曲应力影响很大,当转速为100 r/min时应力水平最低,180 r/min时应力水平最高;带旋转导向的钻具组合结构合理时,增大钻压时,其横向位移变化较小,动态弯曲应力分布比较合理。该结果为进一步研究RSBHA提供了理论依据。 展开更多
关键词 底部钻具组合 动力学模型 弯曲应力 稳定器 转速 钻压
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