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。

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摘要

Abstract

创新点摘要

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

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