新型恒扭矩工具动力学模型与降黏机理研究

钻柱黏滑作为钻柱动力学中的关键问题,在深井、大位移水平井中,黏滑可能导致钻具性能下降,乃至工具失效引发井下事故。因此,降黏技术的研究,对于有效提高机械转速,缩短建井周期,保证安全作业具有重要指导意义。基于纵向与扭转振动耦合的黏滑过程动力学模型,以提出的新型恒扭矩工具为研究对象,进行其工作机理研究,利用建立的理论方法,根据生产数据进行算例分析,包括纵向与扭转动力学结果,并与现场数据进行对比分析。研究结果表明:由于新工具纵扭耦合产生的恒扭矩效果,在软硬交错的岩层区进行钻进破岩时,可有效减小钻具扭矩波动,避免出现滞动现象,使有效破岩行为持续稳定进行。所提出的新型恒扭矩工具可为降黏减摩、提速增效技术提供参考,建立的理论模型可为新型钻井条件下的钻柱动力学发展起推动作用。