下部钻柱涡动机理及规律的实验研究
- 格式:pdf
- 大小:158.30 KB
- 文档页数:4
底部钻具组合的涡动特征分析导言:底部钻具组合是钻井工艺中的关键部分,其动态特性对钻井系统的工作效率、钻井质量和井下设备的寿命具有重要影响。
钻具在井下工作时会受到涡动的影响,而涡动现象常常导致钻具振动、磨损和断裂等问题,影响钻井的效率和安全。
因此,对底部钻具组合的涡动特征进行分析和研究,对于钻井工程的设计和优化具有重要意义。
涡动的概念和特征:涡动是流体在流动过程中出现的一种无序旋转的现象,其原因主要是流动速度、方向和压力的变化。
在钻井井下环境中,底部钻具组合所受到的作用力和压力的不均匀分布会引起涡动的产生。
涡动会导致钻具产生旋转、振动和摩擦等不稳定运动,给钻井施工过程带来不利影响。
涡动的机理和影响因素:涡动的产生机理非常复杂,涉及到流体力学、物理学和涡旋动力学等多个学科。
涡动的产生主要是由于流体的粘度、速度和压力的不均匀分布,以及钻具和井壁之间的摩擦。
同时,涡动的强度和频率也受到井深、井径、钻具形状和工况等因素的影响。
涡动对底部钻具组合的影响是多方面的。
首先,涡动会引起钻具的振动,从而导致钻柱的弯曲和磨损,降低钻具的工作寿命。
其次,涡动会增加钻具与井壁之间的摩擦力,增大钻具的功率消耗,减小钻井效率。
此外,涡动还会引起钻井液的泡沫和气体的产生,增加钻井液的消耗,增加钻井成本。
涡动的控制和减少方法:针对底部钻具组合的涡动问题,可以采取多种方法进行控制和减少。
首先,可以通过优化钻井泥浆的流动条件和性质,减少涡动的产生。
可以选择适当的泥浆密度、粘度和流速等参数,并合理选择添加剂,改善泥浆的润滑和减阻性能。
其次,可以通过合理设计和优化底部钻具组合的结构和形状,减少涡动的作用。
可以采用光滑的钻具和减少附件的安装,减小钻具与井壁之间的接触面积,减少摩擦和涡动的产生。
此外,还可以加强钻井工程的监测和控制,及时发现和处理涡动问题,减少涡动对钻井系统的不利影响。
结论:底部钻具组合的涡动特征分析对于钻井工程的设计和优化非常重要。
井下钻柱振动的诊断流程和缓解措施井下钻柱振动的诊断流程和缓解措施摘要:本文探讨了井下钻柱振动的影响因素是钻进参数、井眼井斜、井底钻具组合、井眼尺寸等因素,提出了振动的诊断流程和缓解措施,DDS可以实时监测井下钻柱振动,分析解释不同曲线,采取不同的措施来缓解和避免钻柱振动。
关键词:钻柱振动钻具诊断流程 DDS一、振动的影响因素1.钻进参数优化钻进参数(主要指钻压和转速),使之处于振动安全范围内。
我们都知道,离心力的大小和转速的平方成正比,转速越高,产生在钻头和钻柱上的非平衡力就越大,也就意味着越多的能量产生侧向上的震动。
扭转方向上的振动通常与低转速(更高的摩擦扭矩)有更大的关系。
所以在一个扭转振动占主要因素的环境下,不建议使用低转速。
当转盘转速正好与某个井下钻具固有频率相一致时,会产生共振现象,这种情况也应当避免。
不幸的是,首先是条件限制,有时能够避免井下侧向振动的转速不可能实现。
第二个实时控制振动的方式是改变钻压。
通常改变钻压,相对于钻柱振动来讲,更能影响钻头的振动。
但是有时钻压很高,会导致钻具弯曲,使钻铤和井壁接触,钻柱转动时,又会产生钻具旋转和侧向上的振动。
2.井眼井斜通常来讲,钻进直井时,更容易产生侧向上的振动。
因为在定向井中,钻柱重力总有减少侧向位移的趋势。
这个已经被DDS的数据和已经发表的钻井工业方面的文献所证明。
然而,由于更大的摩擦扭矩,扭转振动(粘/滑)在斜井中更容易产生3.井底钻具组合钻具组合设计在钻井动力学中是一个非常重要的因素。
井下马达的使用可以减少钻具和井壁的相互能量作用,减少钻具旋转和侧向振动的几率。
在传统钻具里,稳定的钻具组合比钟摆钻具产生的振动更少。
在钻进硬地层时尽可能减少钻铤的数目。
这是因为不稳定的钻具组合更能诱发钻铤和钻头的旋转。
同样,在钻进直井时,相对于不满眼扶正器,建议使用满眼扶正器。
要想保护MWD仪器免于破坏性的振动损坏,应该使用满眼扶正器。
如果钻具足够稳定,也能较少钻头振动。
深井钻柱振动规律的分析及应用韩春杰;阎铁;毕雪亮;陈要辉【摘要】钻柱振动是在当前钻井工程中的普遍现象,对钻井的影响很大,钻柱共振是钻柱失效的主要原因.文章研究深井钻柱的振动问题,以深井钻柱为研究对象,分析研究了钻柱的纵向振动、横向振动及扭转振动.首先,建立了深井钻柱各种振动的力学模型,获得了钻柱振动所遵循的物理规律,得到了钻柱的各种共振频率.然后,结合实际对振动规律进行了应用,该研究为减小深井钻具损坏和优化钻具设计提供了理论依据.【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2005(025)009【总页数】4页(P76-79)【关键词】深井;钻井;纵向振动;钻柱横向振动;扭转振动【作者】韩春杰;阎铁;毕雪亮;陈要辉【作者单位】大庆石油学院;大庆石油学院;大庆石油学院;大庆石油学院【正文语种】中文【中图分类】工业技术-J.• i--~ 天然气工业2005 年 9 月深井钻柱振动规律的分析及应用普韩春杰阎铁毕雪亮陈要辉{大庆石油学院〉事事春杰等.深井钻柱振动规律的分析及应用.天然气工业, 2005;25(9) , 76~ 79摘要钻位振动是在当前钻井工程中的普遍现象,对钻井的影响很大,钻柱共振是钻柱失效的主要原因。
文章研究深井钻柱的振动问题.以深井+伊拉为研究对象,分析研究了钻柱的纵向振动、横向振动及扭转振动.首先,建立了深井钻柱各种振动的力学模型.获得了钻柱振动所遵循的物理规律.得到了钻柱的各种共振频率.然后.结合实际对振动规律进行了应用.该研究为减小深井钻具损坏和优化钻具设计提供了理论依据.主题词深井钻井纵向振动钻柱横向振动扭转振动随着钻井技术的不断提高.勘探开发是国内外钻井的主要丁.作之一,已取得了很大的经济效益和社会敢益,然而深井钻具疲劳失效问题也比较突出。
钻柱的剧烈振动是引起深井钻具失效的主要原因,因为钻柱在剧烈振动的过程中,钻柱表面的应力集巾,应力较大处可能产生裂纹,裂纹延伸到一定程度时.钻柱会安然发生断裂事故.本文针对深井钻具失敢问题.进行深井钻具组合的钻柱力学分析,找出影响钻柱断裂、疲劳破坏的主要因素,提出减少钻具失效的方法和手段,对于提高深井钻井速度.降低钻井戚本有重要意义。