石油学报

作者：王文昌, 冯大君, 狄勤丰, 芮子翔, 陈锋, 朱卫平

单位：1. 上海大学力学与工程科学学院 上海 200072;2. 上海市能源工程力学重点实验室 上海 200072;3. 上海大学机电工程与自动化学院 上海 200072

关键词：预弯钟摆BHA,气体钻井,泥浆钻井,动力学特征,控斜提速

基金：王文昌,男,1982年5月生,2003年获兰州大学学士学位,2011年获上海大学博士学位,现为上海大学副教授,主要从事石油工程中的管柱力学问题研究。Email:wangwenchang1982@163.com

摘要： 带预弯结构的钟摆钻具组合（简称预弯钟摆BHA）既可适用于气体钻井，也适用于泥浆钻井，并在直井控斜、提速方面得到了较好的应用。但在不同钻井介质中，预弯钟摆BHA的应用效果体现出了较大的差异。从动力学角度出发研究钻井介质对预弯钟摆BHA力学特性的影响鲜有报道。通过研究钻井液附加质量引起的非线性惯性力及流体阻力特征，分析了气体钻井和泥浆钻井中预弯钟摆BHA动力学模型的差异。基于旋转Rayleigh梁模型，推导了预弯钟摆BHA钻头上的动态侧向力和动态轴向力，研究在不同钻井介质中预弯钟摆BHA的运动特征及受力特征，分析其对实际钻井的控斜、提速效果的影响，并研究了弯角大小对不同介质中预弯钟摆BHA的动力学特征的影响规律。结果表明，预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动态特征差异显著，气体钻井中的运动特征更为稳定，动态侧向力和轴向力较高；不同介质中的弯角影响规律有其各自的特点，在现场实际应用中，应根据需要进行合理的选择。

来源：2021年第9期

《石油学报》期刊编辑部

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