石油天然气工业论文_带旋转导向工具的底部钻

文章摘要:为了提高旋转导向工具的井眼轨迹控制效果及作业安全性，研究了带旋转导向工具底部钻具组合（RSBHA）的横向振动特征。静态推靠式旋转导向工具通过控制3个导向翼肋的驱动压力，实现不同的导向力和井眼轨迹控制，可以将其等效为偏心距和偏心方位已知的偏心稳定器；建立RSBHA的三维小挠度静力学模型，基于加权余量法确定RSBHA在钻压作用和井壁约束下的空间构形，获得上切点的位置；以上切点到钻头之间的部分作为横向振动的有效长度建立有限元模型，利用振型叠加法求解RSBHA的横向振动响应，分析工作参数和结构参数对其横向振动的影响。算例计算结果表明：转速约为138 r/min时，RSBHA的动态位移在距钻头距离8.20，18.10，24.60和31.60 m附近等4个位置区间较大；钻压对最大弯曲应力的影响较小；偏心距和偏心方位角对RSBHA横向振动特性有比较大的影响，对于某些特定的偏心距和偏心方位角，RSBHA最大弯曲应力会明显增加。研究表明，结构参数和工作参数对RSBHA的横向振动影响较大，应对其进行优化设计，以确保旋转导向工具应用效果和作业安全。

文章关键词:旋转导向工具,底部钻具组合,横向振动,模态分析,参数优化,

项目基金:国家自然科学基金石油化工联合基金重点项目“超深井钻柱非线性动力学及动态安全性基础理论研究”(编号：U1663205),国家自然科学基金青年基金项目“气体钻井中预弯底部钻具组合控斜的非线性动力学机制”（编号：51704191）联合资助,《力学季刊》 网址: http://www.lxjkzz.cn/qikandaodu/2021/0909/662.html