油气井钻进钻铤进动特性仿真研究

摘要

油气井钻进破岩过程发生于地下几千米,难以获取井底钻具组合的运动状态.井底钻具组合与岩石的相互作用产生多种形式的振动及振动的耦合.为进一步研究破岩引发钻进中振动的产生机理,建立了井底钻具组合钻铤段非线性动力学模型,通过数值仿真,分析了破岩过程中转速、钻井液、井底钻具组合偏心距、摩擦等对钻铤段旋转进动的影响.数值研究表明,系统参数的变化导致井底钻具组合进动轨迹的多样性和不可预测性;井底钻具组合受到外力作用,导致钻铤进动出现混沌;钻进过程中钻铤与井壁间会发生周期性碰摩现象,为研究钻进引发钻柱黏滑振动提供新的研究思路.