钻杆振动特性分析及疲劳周期预测

来源期刊：中国锰业2019年第6期

论文作者：孟庆禹 吴百川

文章页码：87 - 184

关键词：钻杆;振动;有限元;湿模态;疲劳周期;

摘    要：近年来随着深井、超深井数量持续增加,在钻井过程中,钻柱振动引起钻具失效的问题比较常见。运用ANSYS软件模拟了钻柱在钻井液条件下的振动过程;这次分析在一定程度上反映井下钻柱工作状态,为钻柱的随钻控制研究提供理论基础。结果表明:钻杆在44. 620 2 r/min的转速位置振动破坏最大,比不考虑钻井液影响下转速降低了15. 9 r/min。根据钻柱振动信号的频域分析,给定40～80 r/min的转速范围,钻杆的疲劳周期为3. 107×10~7s;并且随着钻进深度的增加,不同钻柱振动位置逐渐接近并发生重合,引起的共振破坏显著增加,与实际井深的变化所引起共振现象十分吻合。