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石油和化工设备

114-维修改造2024年第27卷

深井满眼、钟摆钻具防斜性能分析

李凤龙

（大庆钻探工程公司钻井二公司黑龙江大庆163413）

[摘要］基于深层井大斜角地层的相关特点，结合底部钻具振动的相关理论，本文首先建立了与之相关的钻具受力模型，

并在此基础上完成了满眼钻具组合以及钟摆钻具组合受力情况的相关分析，得出了以上两类钻具主要的力学特点，并得到

了各个倾角下两种钻具在地层当中的使用条件和施工参数，基本确定了两种钻具针对防斜工作的各项主要性能指标。在现

场应用中取得了很好的使用效果，达到了防斜快打的目标。

DQ

【关键词]】油田；防斜；钻具组合；受力分析

在系统的统计并分析了DQ油田深部储层地层其振幅也会越来越小。但是如果钻头振动的频率

倾角的相关测斜数据之后发现，娄登库组及其之和钻柱的固有频率之间呈倍数关系的情况下，钻

上的地层，倾角通常不超过10°，而侏罗系地层柱就将会呈现出一种共振的状态。在这种情况

的倾角通常可以达到20°-30°的范围。在油田进下，钻柱内部的交变应力以及振幅都会处于很大

行深层钻井作业的过程当中，所采用的钻具组合的状态，从而使钻柱出现断裂或者是粘扣等问

是否合理，将会对施工完成后井身质量的优劣以题。

及钻井速度等造成绝对性的影响。目前DQ油田在1.2扭转振动

进行深井钻井施工时，所使用的钻具基本都是满这种类型的振动通常为钻柱围绕着其中心线

眼钻具以及钟摆钻具。针对当前对深层钻井提出

所进行的一种旋转运动。这一类型的振动出现是

的在尽可能提升钻进速度的基础上，充分达到防

由于钻头在间歇性的破碎地层当中的岩石的过程

斜要求的相关需要，就应当系统的分析并研究这

中所出现的钻速的改变，之后相关的波动使得钻

两种钻具组合的相关性能。

柱围绕其自身的轴线发生旋转波动，并以弹性波

1深层钻井底部钻柱振动相关规律研究的形式为载体经由钻柱朝地面的方向进行传播，

在现场钻井施工的过程当中，因为钻头上的在传播至地面位置之后重新经由钻柱朝着钻头的

牙齿将会间断性的和地层内部的岩石发生接触，方向进行回传。因为井筒中钻井液所施加的阻尼

又或者是岩石所出现的间歇性的破碎，将会引起作用，在振动波进行传播时其波形将会出现一定

一定程度的振动，并经由钻头使的钻柱也发生振程度的变化，同时振幅也会呈现出减小的趋势。

动。按照相关的形式，可以分为以下几种：但是若钻头振动的频率与钻柱自身所具有的固有

频率呈倍数关系时，钻柱就会呈现出一种共振的

1.1纵向振动

状态。在这一情况下，钻柱内部的剪切交变应力

这种形式的振动主要是钻柱沿着其轴向所进会出现一个相对较大的值。

行的伸缩运动，产生这类振动的主要原因是因为

1.3横向振动

井底的表面是不平整的、钻头上的牙齿呈间歇性

的压入地层的岩石当中、牙齿呈间歇性的使岩石这一形式的振动主要为一种钻柱的中心和井

发生破碎。钻头位置所产生的振动主要是以弹性眼的中心之间发生偏移的振动。这一类型振动的

波的方式，经由钻柱朝地面的位置传播，直至传发生原因主要为两种，第一种是钻柱的钻头间歇

播到地面位置后重新经由钻柱重新传播至地下深