大位移井钻柱"粘滞-滑动"规律研究

文章分析研究了大位移井钻井过程中对钻具破坏很强的一种扭转振动:"粘滞-滑动",这种振动在大位移井钻井过程中发生的概率比较大,表现为或停或转的状态,转动的瞬间钻头以很大的速度冲出,引起钻头与地层、钻柱与井壁强烈碰撞,因此引起钻具失效。通过建立大位移井钻柱的等效扭转摆模型,分析了在钻头与地层扭矩及钻柱与井壁间摩阻扭矩作用下钻柱的动态行为,给出了钻柱所受摩阻力与钻柱动态位移之间的函数关系。分析了钻柱"粘滞-滑动"振动所遵循的物理规律,获得了大位移井"粘滞-滑动"共振频率的分布。结果表明:大位移井的"粘滞-滑动"现象表现为低频反应。根据"粘滞-滑动"共振所满足的条件,通过调整钻井参数可以避免"粘滞-滑动"现象的发生;扭转负反馈对"粘滞-滑动"现象有一定的阻碍作用。该问题的分析结果具有较高的理论价值和实际意义,对大位移井钻进中如何减少钻具失效问题提供力学依据。