钻柱振动作用下的定向井井眼轨迹分析模型

田家林^1,2，周韬¹，姚宇³，杨勇文³

1. 西南石油大学机电工程学院2. 西南交通大学机械工程学院3. 中国石油集团川庆钻探工程有限公司川西钻探公司

摘 要：针对定向井井眼轨迹研究现状和横向振动对钻柱受力影响,进行了钻柱振动作用下的定向井井眼轨迹分析。首先,结合定向井钻井过程,建立钻柱横向振动模型,在此基础上,得到钻柱振动下定向井井眼轨迹分析模型,以及钻头侧向力和钻头转角的关系式。然后,利用钻井现场的有关参数,结合算例分析分析,验证计算方法和分析模型的可靠性。研究结果表明:钻柱中点处横向位移、钻柱与井壁的接触力、钻头侧向力和钻头偏移角有着密切的联系,它们有着相同的变化周期。当钻柱中点处横向位移处于正方向最大值时,钻头转角达到正方向最大值,而钻柱与井壁的接触力、钻头侧向力达到负方向最大值。

关键词：钻头侧向力;钻头偏移角;定向井;周期性;振动;