领扩眼钻具间钻铤数量对随钻扩眼钻进特性的影响研究

摘要

针对横向振动引起的扩眼器过早失效、钻进速度缓慢等问题,基于弹塑性力学和岩石力学,以Drucker-Prager准则作为岩石的屈服准则,建立钻具-岩石互作用非线性动力学有限元模型,分析了领眼钻头和扩眼器之间的钻铤数量对钻进时领扩眼钻具的钻压分配、横振强度和机械钻速的影响。研究表明,在领扩眼钻具间连接适当数量的钻铤能够有效减小扩眼钻压的占比、降低扩眼器的横振强度、提高钻进效率;将扩眼器设计在中和点下方并使其远离中和点,有利于降低扩眼器失效的风险;在该工况下进行随钻扩眼时,领扩眼钻具间的最佳钻铤数量为3根。研究结果对随钻扩眼钻具组合设计和扩眼器寿命的提高具有一定的指导意义。