斜井眼内钻柱轴向振动的有限元分析

在斜井眼(弯曲井眼)钻进过程中,钻柱存在各种振动行为,其中跳钻是制约斜井钻进的主要因素之一,跳钻是由于钻柱轴向强烈振动引起的。严重跳钻现象表明斜井眼内钻柱的轴向振动是不能忽略的。以斜井眼的钻柱整体为研究对象,分析了钻柱整体在周期性激振力存在情况下轴向动态行为所遵循的规律。采用有限元法,对钻柱整体进行了分析,获得了钻柱整体的质量和刚度矩阵,进一步获得了动力学矩阵方程,并编制了计算程序,计算出了钻柱轴向振动的固有频率,结果表明受迫振动频率与钻柱固有频率接近时出现跳钻现象。这为深入研究斜井眼内钻柱动态行为提供了理论依据,并为进一步分析大位移井钻柱振动奠定了理论基础,具有现实的指导意义。