稳定器对下部钻具组合的动力学影响规律研究

摘要

深部钻探现已成为油气资源开发的主力,跳钻和屈曲问题限制了深井钻井效率。采用稳定器则能够缓解下部钻具的振动和变形问题,是提高钻井效率的有效手段之一。为了定量描述稳定器安装数量和间距对下部钻具组合的影响,基于Hamilton原理建立全井钻柱动力学模型并采用HHT-α法对模型求解,分析了稳定器对下部钻具组合屈曲、振动和跳钻的影响规律。研究结果表明:增加稳定器数量能够明显提高下部钻具组合的对中性并降低下部钻具的屈曲变形;使用两个稳定器能够缓解钻头轴向振动并有效控制钻头跳钻,且在较小间距(30 m)下安装两个稳定器能够进一步抑制钻头跳钻,从而提高钻头工作效率。研究结果为稳定器在现场的使用提供一定的理论数据支撑。