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题名修井钻磨涡动钻柱诱发套管磨损程度分析
被引量：6
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作者
曹银萍
李昊
万志国
窦益华
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机构
西安石油大学机械工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2021年第12期125-132,共8页
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基金
国家自然科学基金项目“页岩气水平井压裂与生产套管变形机理及其控制机制研究”(51674199)。
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文摘
钻柱在井筒中旋转时会发生涡动,与套管内壁发生碰撞和摩擦,导致套管磨损,降低井筒安全性。为此,考虑钻杆接头-套管、磨鞋-套管的接触非线性,使用ANSYS软件建立了钻柱动力学有限元模型,采用增强拉格朗日法进行接触求解,模拟钻柱在直井井筒中转动时的涡动,得到了钻柱的涡动轨迹和碰撞特性,探究了钻柱的涡动特性及钻柱涡动对套管造成的冲击和滚动磨损,在此基础上计算分析碰撞时的磨损体积,揭示了钻柱转速对套管磨损的影响规律。研究结果表明:涡动造成的钻杆接头、磨鞋与套管的接触有点-面与线-面两种形式,且以点-面接触为主;磨鞋、接头对套管造成的磨损主要为沿套管周向的不连续磨损;除去临界转速附近的结果,钻柱系统转速越高,其钻进期间涡动造成的套管磨损量越大。因此,修井钻磨时应尽量选用较低的转速以减少套管磨损,进而提升修井钻磨工作的安全性。
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关键词
修井钻磨
钻柱涡动
套管磨损
接触非线性
有限元分析
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Keywords
workover drill grinding
drill string whirling
casing wear
contact nonlinearity
finite element analysis
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分类号
TE925
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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