考虑连续特性的水平井钻柱轴向振动分析.pdfVIP

2024年第24卷第3期科学技术与工程ISSN1671—1815

2024,24(3):01007-07ScienceTechnologyandEngineeringCN11—4688/T

DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2302000

引用格式:高成,梅熠轩,刘旭辉,等.考虑连续特性的水平井钻柱轴向振动分析[J].科学技术与工程,2024,24(3):1007-1013.

GaoCheng,MeiYixuan,LiuXuhui,etal.Axialvibrationanalysisofhorizontalwelldrillstringconsideringcontinuouscharacteristics[J].

ScienceTechnologyandEngineering,2024,24(3):1007-1013.

考虑连续特性的水平井钻柱轴向振动分析

1,21,21,2∗1,21,21,2

高成,梅熠轩,刘旭辉,孙巧雷,施雷,冯定

(1.长江大学机械工程学院,荆州434023;2.湖北省油气钻完井工具工程中心,荆州434023)

摘要为精确描述水平井钻柱轴向受迫振动规律,以连续性波动理论为基础,考虑了钻柱连续特性、库伦阻尼及钻井液黏

性阻尼作用和轴向振动工具对钻柱的位移激励,并采用等效黏性阻尼法对库仑阻尼进行线性化处理,建立了轴向振动工具作

用下的水平井钻柱运动的动态解析模型;通过轴向振动工具测试实验验证了本文所建模型,并利用数值模拟分析了轴向振动

工具的频率及钻柱与井壁间摩擦系数对水平井钻柱轴向受迫振动的影响。结果表明:在一定范围内增加轴向振动工具的振

荡频率可提高水平井钻柱的轴向受迫振动响应;钻柱与井壁间摩擦系数对水平井钻柱轴向受迫振动的影响随着钻柱长度的

增加而降低。本文的研究方法和模型可为改善轴向振动工具在水平井作业中的应用提供理论指导。

关键词水平井;钻柱;波动理论;连续特性;阻尼;轴向受迫振动

中图法分类号TE21;文献标志码A

AxialVibrationAnalysisofHorizontalWellDrillString

ConsideringContinuousCharacteristics

1,21,21,2∗1,21,21,2

GAOCheng,MEIYi-xuan,LIUXu-hui,SUNQiao-lei,SHILei,FENGDing

(1.SchoolofMechanicalEngineering,YangtzeUniversity,Jingzhou434023,China;

2.OilandGasDrillingandWellCompletionToolsResearchCenterofHubeiProvince,Jingzhou434023,China)

[Abstract]Inordertoaccuratelydescribetheaxialforcedvibrationlawofhorizontalwelldrillstring,theequivalentviscous

dampingmethodwasusedtolinearizetheCoulombdampingandthedynamicanalyticalmodelofhorizontalwelldrillstringmotionwas

establish