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机械科学与技术2025年第05期:斜井下钻柱系统横-扭耦合非线性动力学特性

来源:期刊VIP网 时间:


作者:冯群芳;侯勇俊;方潘;杨康;丁书杰;

单位:西南石油大学机电工程学院;

摘要:为了明确钻柱与井壁接触、钻柱扭矩耗散和井眼轨迹等因素对钻柱系统动力学特性的影响,首先采用拉格朗日方程建立斜井下钻柱横-扭耦合非线性动力学模型;然后采用线弹性接触模型模拟了钻柱与井壁的接触行为;再运用离散扭矩-阻力模型描述钻柱系统扭矩传递特性;最后利用数值分析方法计算了钻柱系统动力学特性。研究结果表明:井斜角越大导致钻柱传递的扭矩摩损越大;斜井段的井斜角越大,钻柱黏滑运动现象越明显;随着井眼轨迹井斜角增大,钻柱自重对钻柱振动影响越显著。相关研究成果不但为井眼轨迹优化提供了依据,而且为钻井机械参数优化提供了参考。

关键词:斜井;;动力学;;振动;;管柱力学

基金资助:中国石油科技创新基金项目(2020D-5007-0312)