下部钻柱振动分析及计算.pdf

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1、2O13年第42卷石油矿场机械第3期第5O页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001-3482(2013)03—0050—05下部钻柱振动分析及计算刘进田(长庆油田分公司机械制造总厂，西安710201)摘要：实际钻进中，钻柱的振动不仅影响钻头轨迹，强烈的振动还有可能造成严重的钻井事故。以下部钻柱为研究对象，通过建立适当的动力学模型并用数学分析方法对钻柱进行动力学分析。可为优选现场钻井机械参数、避免钻柱发生疲劳失效等方面提供参考。关键词：下部钻具组合；动力学分析；振动；有限元中图分类号：TE921．2文献标识

2、码：AVibrationAnalysisandCalculationforDrillingStemLIUJin—tian(MachineryManufacturingPlant，ChangqingOilfieldCompany，Xi’an710201，China)Abstract：Duringpracticaldrillingoperation，thedynamicperformanceofdrillingstemnotonlyaf—fectsbittrackbutseverevibration，probably，ca

3、usesdrillingaccident．Takingthebottomholeas—samblyasexample，thedynamicsanalysisstudywasmadeforthedrillingstemthroughdynamic’十十。十”十“十”十”十十+“+“+”十”十”+。+“+”十“十”+“+”+”十“+”⋯1“—“十“—。“—”—‘r”十n十一十一十十一十“十”十”十“—+-”十一十一十一十一—一十一十·本文仅提出一点认识，因此还有待进一步分析讨论。I-J2．石油矿场机械，2011，40(12

4、)：92—95．由于不是笔者讨论的范畴，在此不再赘述。I-4]陈磊，章发明，杨永安，等．封隔器性能检测系统的应用EJ]．石油矿场机械，2010，39(11)：60—63．3结论E5]张宝岭，王西录，徐兴平．高压封隔器密封胶筒的改进[J]．石油矿场机械，2009，38(1)：85-87．1)封隔器胶筒的应力松弛现象和蠕变效应直F6]刘文喜，张鹏，韩侠．井下工具可靠性设计[J]．石接影响封隔器胶简元件的尺寸稳定性和密封性能。油矿场机械，2009，38(7)：56—59．2)封隔器胶筒的应力松弛和蠕变曲线呈指数[7]陈爱平．

5、压差式封隔器胶筒耐温耐压浅析[J]．石油机分布，且都具有一定的稳态水平，能较好地描述井壁械，1999，27(3)：45—48．约束条件下封隔器胶筒的流变性能。E8]君轩．应力松弛[J]．世界橡胶工业，2010，37(8)：49—50．参考文献：[9]刘永辉，付建红，林元华，等．封隔器胶筒密封性能有限[1]刘林，陈和平，李永革．水平井分段压裂封隔器研制元分析EJ]．石油矿场机械，2007，36(9)：38—41．与封隔性能分析[J]．石油矿场机械，2012，41(5)：E1o]君轩．橡胶的蠕变[J]．世界橡胶工业，201

6、0，37(8)：86—88．48—49．[2]沈泽俊，童征，张国爽．遇水自膨胀封隔器研制及在[11]张系斌，王越支，夏宏南，等．压差作用下封隔器胶筒水平井中的应用[J]．石油矿场机械，2011，40(2)：与井壁间的剪应力分析[J]．石油机械，2000，28(6)：38—41．47—48．13]葛松．压缩式封隔器密封胶筒有限元分析及改进E12]刘鸿文．材料力学I[M]．北京：高等教育出版社，2004．收稿日期：2012—09—25作者简介：刘进田(1965一)，男，陕西白水人，工程师，主要从事石油机械制造技术生产管理工

7、作，E—mail：459418158@qq第42卷第3期刘进田：下部钻柱振动分析及计算modeusingmethamaticalanalysismethod，whichcanoffertheoptimizeddrillingmechanicalparameterandavoidfatigurefailurehappening．Keywords：bottomholeassambly；dynamicanalysis；vibrationFEM钻柱失效可能会由材质缺陷、机加工精度、上扣降低。扭矩不合适等因素诱发，但钻柱失效的主

8、要因素是钻1．4参数振动柱的振动。本文分析了下部钻柱组合和钻柱动力学泵压波动、钻头纵向振动可导致钻压波动，钻压与失效关系l_1]，可为优选现场钻井机械参数、避免钻波动可引发参数振动。参数振动与其他振动不同，当柱组合发生疲劳失效等方面提供参考。激励频率接近系统固有频率，小的外激励才产生大的响应，而小的参数激励却可以在激励频率远离系统