大斜度井眼中钻柱动力学特性模拟实验研究

发布时间：2020-12-06 14:48

　　随着钻井技术的不断创新,陆地与海洋油气勘探开发的不断进行,大斜度井、定向井和分支井等技术已经日趋成熟,地质导向等钻井新工艺也得到了快速发展。钻柱动力学是整个钻井工程领域的基础,然而钻柱动力学相关的理论和实验研究却相对较少,因此非常有必要开展大斜度井眼中的钻柱动力学模拟实验研究。本文是基于中国石油大学(华东)的室内钻柱动力学模拟实验装置,通过开展室内钻柱模拟实验来探究大斜度井眼中钻柱动力学的特性,主要包括了三个方面:钻柱的横向振动特性、井底钻压波动特性和钻头侧向力及钻进趋势。依据相似原理推导的相似比,按照1:10的比例设计并且建造安装了室内钻柱动力学模拟实验装置。该装置通过实时调节转速和钻压来模拟不同的钻进参数,并且借助各类传感器实时测量旋转钻柱在大斜度井眼中的动力学参数。按照现场常用的钻进参数编制了实验方案,并基于MATLAB软件编写了用于自动处理实验数据的程序。通过智能补偿算法,精确还原了钻柱在井筒中的运动轨迹。从钻柱横向振动入手,分别探讨了钻柱横向振动频率和横向振动幅度随着钻压、转速和井斜角的变化规律,通过钻柱的受力机理分析,解释了钻柱的横向偏移现象;分析了钻压的波动频率和波动幅度... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

驱动装置

模拟井底Fig.2-4Simulateddownhole

图 2-5 横向振动位移测量装置Table.2-5 lateral displacement measured eqaipment速显示仪钻压显示仪转速调节面板机启动停止按钮钮

【参考文献】：
期刊论文
[1]水平井段旋转钻进时钻头侧向力及钻进趋势试验研究[J]. 邵冬冬,管志川,温欣,史玉才.  中国石油大学学报(自然科学版). 2014(03)
[2]水平旋转钻柱横向振动特性试验[J]. 邵冬冬,管志川,温欣,史玉才.  中国石油大学学报(自然科学版). 2013(04)
[3]全井钻柱系统多体动力学模型[J]. 程载斌,姜伟,任革学,周建良,蒋世全,杨蔡进,何保生.  石油学报. 2013 (04)
[4]水平井井底钻压波动规律的实验研究[J]. 邵冬冬,管志川,张文斌,温欣,史玉才.  科学技术与工程. 2013(15)
[5]水平井眼中旋转钻柱运动特性的实验研究[J]. 管志川,邵冬冬,温欣,史玉才.  工程力学. 2013(05)
[6]钻柱涡动理论研究的必由之路——钻井液动力润滑学与钻柱动力学相结合[J]. 李子丰.  石油学报. 2013(03)
[7]钻柱动力学仿真方法及模型研究进展[J]. 骆光亮,蒋祖军,况雨春,吴永兴.  西部探矿工程. 2013(05)
[8]井底光钻铤钻具组合旋转及钻压波动规律模拟研究[J]. 刘永旺,管志川,史玉才,邵冬冬,魏凯.  石油矿场机械. 2012(05)
[9]井眼轨迹控制工具发展现状及趋势[J]. 冯定,袁咏心,李汉兴,檀便友,李亚俊,张红,吴力.  石油机械. 2011(03)
[10]气体钻井钻柱的静动力学特性研究[J]. 祝效华,贾彦杰,童华.  应用力学学报. 2010(04)

博士论文
[1]水平井眼中钻柱动力学特性分析[D]. 邵冬冬.中国石油大学(华东) 2013
[2]基于实际井眼轨迹的钻柱动力学特性有限元分析[D]. 胡以宝.上海大学 2011

硕士论文
[1]基于浑沌理论的钻柱横扭耦合动力学特性分析[D]. 付雷.中国石油大学 2011



本文编号：2901555