牙轮钻头动力学特性仿真研究

被引:15
作者
祝效华
刘清友
童华
机构
[1] 油气藏地质及开发工程国家重点实验室
[2] 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 四川成都
关键词
牙轮钻头; 动力学特性; 钻柱; 耦合振动; 岩石; 相互作用; 数学模型; 仿真软件;
D O I
暂无
中图分类号
TE921 [钻头、钻具与工具];
学科分类号
082001 ;
摘要
研究了钻井过程中钻柱、钻头、岩石相互作用下的牙轮钻头动力学特性。根据汉弥尔顿原理和有限单元法 ,建立了全井钻柱纵向、横向扭转耦合振动动力学模型。在大量单元实验的基础上 ,建立了牙轮钻头与岩石相互作用力学模型。从系统动力学的角度出发 ,建立了基于钻柱、岩石相互作用下的牙轮钻头动力学模型。研究了牙轮钻头非线性系统模型的数值求解方法 ,编制了钻头动力学特性仿真分析软件 ,在不同钻井操作参数、钻具 (钻柱、钻头 )几何参数、地层性质条件下 ,对牙轮钻头动力学特性进行了仿真。明确了钻井过程中井下钻柱及钻头的运动规律、动力学特性、失效机理 ,为科学合理地预测和控制井眼轨迹提供了理论依据和技术手段
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