纵-扭耦合下钻柱粘滑振动特性研究

摘要

石油钻井作业中通常伴随着剧烈的钻柱振动,导致钻井作业变得困难而低效。粘滑振动被认为是引发钻柱失效,引起钻井效率低下的主要原因之一。通过建立钻柱纵-扭耦合振动数学模型,推导相关动力学方程,分析岩石与钻头相互作用的4种形式,基于龙格库塔法以及自适应步长法对所建立的模型进行求解,结合算例分析,得到不同参数下钻头角速度和相对角位移变化。结果表明:高转速、低钻压的钻井条件下,纵-扭耦合作用的钻柱系统粘滑振动现象减弱。