深井钻具失效机理及防护研究

论文摘要

在各大油田进入深层开发的过程中，机械钻速低是一个普遍和急需解决的问题。究其原因，频繁发生的钻具失效是影响机械钻速低的一个重要原因。本文通过反复的理论和实验研究，对深井钻具失效因素进行分析，找出了钻具失效的原因；建立了下部钻具组合振动分析力学模型，并编制相应的软件；对钻柱联结特性进行了应力分析；完成了钻头的振动测试分析。最后，综合研究成果，提出了深井钻井预防钻具失效发生的措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 钻具失效研究的目的和意义
• 1.2 钻具失效的国内外现状
• 1.3 本论文的研究内容
• 第2章 深井钻具失效的形式及主要影响因素
• 2.1 钻具失效形式
• 2.2 钻具失效的主要影响因素
• 2.2.1 材料本身因素
• 2.2.2 地层因素
• 2.2.3 井眼因素
• 2.2.4 振动引起的疲劳失效
• 2.2.5 管理因素
• 第3章 钻具丝扣联结特性的研究
• 3.1 丝扣抗扭强度的计算
• 3.2 最优上扣扭矩和公母扣抗弯刚度比
• 3.3 丝扣的受力模型
• 第4章 深井钻具的动力学分析
• 4.1 深井钻柱纵向振动的分析研究
• 4.1.1 钻柱纵向振动的力学模型
• 4.1.2 钻柱纵向振动分析的简谐激振力
• 4.1.3 钻柱纵向振动的粘滞阻尼和结构阻尼
• 4.1.4 深井钻柱接触摩擦阻尼
• 4.1.5 深井钻柱纵向振动分析的理论方法
• 4.1.6 深井钻柱疲劳强度分析的理论方法
• 4.1.7 深井钻柱纵向振动与疲劳强度分析的软件系统
• 4.1.8 钻柱纵向振动影响因素
• 4.2 钻头振动规律的分析研究
• 4.2.1 钻头轴向振动激振频率随转速的变化规律
• 4.2.2 纵向振动的振幅随转速的变化规律
• 4.2.3 纵向振动的振幅随钻压的变化规律
• 4.2.4 扭矩随转速的变化规律
• 第5章 深井钻具失效的对策研究
• 5.1 理论研究和编制软件进行优选钻具组合及钻进参数
• 5.2 防止钻具失效辅助措施方面
• 5.3 使用合适的井下工具
• 第6章 深井现场试验
• 6.1 软件的验证
• 6.2 现场试验
• 6.2.1 转速分析
• 6.2.2 疲劳分析
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要