滑動(dòng)鉆進(jìn)過程中振動(dòng)減摩研究.pdf

1、滑動(dòng)鉆進(jìn)過程中,尤其是大位移井中,由于鉆柱沒有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致鉆柱和井壁的摩擦力比較大,鉆速很低,嚴(yán)重限制了鉆井效率。通過在鉆柱的多個(gè)位置上分別施加小幅度的激勵(lì)力,使得鉆柱在多個(gè)位置處產(chǎn)生振動(dòng),可以降低鉆柱和井壁的摩擦力。本文分析振動(dòng)減摩的機(jī)理,回顧了各種振動(dòng)減摩技術(shù),介紹了在大位移井中利用多點(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)減摩的技術(shù)。利用雙線性滯遲模型來(lái)描述鉆柱和井壁的摩擦力,并建立了鉆柱在井筒中的多點(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)模型,采用多種方法進(jìn)行求解,分析并對(duì)比鉆柱上的振

2、動(dòng)減摩效果。建立振動(dòng)減摩器的一種CAD模型,采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)并利用Fluent進(jìn)行水力學(xué)模擬,根據(jù)模擬結(jié)果建立了激勵(lì)參數(shù)模型來(lái)描述振動(dòng)減摩器將水力能量轉(zhuǎn)換為鉆柱激勵(lì)能量的特性。建立多點(diǎn)激勵(lì)分布模型,通過優(yōu)化各個(gè)振動(dòng)減摩器參數(shù)和在鉆柱上的位置,一方面盡量增大鉆頭上的鉆壓,以最大程度上提高鉆速,同時(shí)保證不因鉆柱活動(dòng)過于激烈而致使鉆柱發(fā)生損壞或者泵壓損失過大而影響到順利鉆進(jìn)。計(jì)算結(jié)果顯示,使用振動(dòng)減摩器可以明顯地提高鉆壓,多點(diǎn)激勵(lì)振動(dòng)中合理地選