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基于ABAQUS显示动力学的柔性钻具水平钻进动力学特性分析
1
作者
刘鑫
黄中伟
+4 位作者
武晓光
李根生
史怀忠
王佳睿
王铭颢
《石油机械》
北大核心
2025年第6期60-68,共9页
在柔性钻具超短半径径向水平井钻进过程中,井眼轨迹的垂直偏移影响靶点钻遇率。为了揭示柔性钻具水平钻进动力学特性,减少轨迹垂直偏移,基于ABAQUS显式动力学建立了柔性钻具水平段的钻进模型并展开计算。研究重点包括柔性钻具管柱运动...
在柔性钻具超短半径径向水平井钻进过程中,井眼轨迹的垂直偏移影响靶点钻遇率。为了揭示柔性钻具水平钻进动力学特性,减少轨迹垂直偏移,基于ABAQUS显式动力学建立了柔性钻具水平段的钻进模型并展开计算。研究重点包括柔性钻具管柱运动、钻头姿态、岩石破碎特性、轨迹偏移特性、地层适应性以及轨迹和井径扩大量对钻压的敏感性。研究结果表明:柔性钻具钻进过程呈螺旋形运动姿态,在绕井眼轴线旋转的同时也绕自身轴线旋转;钻头以近似圆锥形扫描姿态破岩,破碎岩石过程具有不对称性。通过现场试验验证了模型准确性,柔性钻具轨迹偏移主要产生在重力方向上,解释了现场试验中垂直轨迹偏移的原因;软、中和硬岩石对应轨迹偏移率分别为4.44%、3.71%和3.52%,在软岩中轨迹偏移率更显著,大钻压条件下轨迹偏移率更高;钻压增大会减小钻头侧向切削及井径扩大量,优选适用于水平钻进的钻压为(30±5)kN。所得结果可为柔性钻具的运动研究提供一种可行方案。
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关键词
水平井
柔性钻具
轨迹偏移
超短半径
显式动力学
数值模拟
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职称材料
题名
基于ABAQUS显示动力学的柔性钻具水平钻进动力学特性分析
1
作者
刘鑫
黄中伟
武晓光
李根生
史怀忠
王佳睿
王铭颢
机构
中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室
出处
《石油机械》
北大核心
2025年第6期60-68,共9页
基金
国家自然科学基金重点国际(地区)合作基金项目“分支井眼辅助干热岩注采井缝网沟通机理研究”(52020105001)。
文摘
在柔性钻具超短半径径向水平井钻进过程中,井眼轨迹的垂直偏移影响靶点钻遇率。为了揭示柔性钻具水平钻进动力学特性,减少轨迹垂直偏移,基于ABAQUS显式动力学建立了柔性钻具水平段的钻进模型并展开计算。研究重点包括柔性钻具管柱运动、钻头姿态、岩石破碎特性、轨迹偏移特性、地层适应性以及轨迹和井径扩大量对钻压的敏感性。研究结果表明:柔性钻具钻进过程呈螺旋形运动姿态,在绕井眼轴线旋转的同时也绕自身轴线旋转;钻头以近似圆锥形扫描姿态破岩,破碎岩石过程具有不对称性。通过现场试验验证了模型准确性,柔性钻具轨迹偏移主要产生在重力方向上,解释了现场试验中垂直轨迹偏移的原因;软、中和硬岩石对应轨迹偏移率分别为4.44%、3.71%和3.52%,在软岩中轨迹偏移率更显著,大钻压条件下轨迹偏移率更高;钻压增大会减小钻头侧向切削及井径扩大量,优选适用于水平钻进的钻压为(30±5)kN。所得结果可为柔性钻具的运动研究提供一种可行方案。
关键词
水平井
柔性钻具
轨迹偏移
超短半径
显式动力学
数值模拟
Keywords
horizontal well
flexible drill string
trajectory deviation
ultrashort-radius
explicit dynamics
numerical simulation
分类号
TE243 [石油与天然气工程—油气井工程]
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作者
出处
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被引量
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1
基于ABAQUS显示动力学的柔性钻具水平钻进动力学特性分析
刘鑫
黄中伟
武晓光
李根生
史怀忠
王佳睿
王铭颢
《石油机械》
北大核心
2025
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