吴少博，程学亮，李治淼

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318） ①

·实验研究·

流体作用下钻柱运动状态试验研究

吴少博，程学亮，李治淼

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318）①

考虑钻柱在井口、井底的位移边界条件和力边界条件，建立了直井内钻柱与钻井液耦合动力学试验装置，进行了不同激振频率、不同轴向激振力、不同排量条件下的杆柱振动试验和不同轴向激振力、不同转速、不同排量条件下的杆柱旋转试验。试验结果表明，激振频率、转速和循环流体是影响钻柱运动状态的主要因素。在空气介质的情况下，随着激振频率的增加，杆柱的横向位移基本保持不变，轴向激振力、轴向加速度有显著增加；在循环流体作用下会减小轴向激振力、轴向加速度的增长趋势。在空气介质的情况下，随着转速的增加，轴向激振力变化不大，而钻柱的横向位移、杆柱轴向加速度均呈现出增加的趋势；但在循环流体的作用下，轴向激振力、振幅及钻柱的加速度振幅都降低，加速度振幅也显著降低。可见，流体循环可明显改善杆柱振动。

钻柱；振动；旋转；试验

几十年来，许多从事直井防斜、井眼轨迹控制和研究钻柱力学的中外学者基于不同的研究目标和研究方法，对钻柱力学分析的理论分析进行了大量研究，提出了钻柱在井眼中存在自转、同步公转、既有自转也有公转、反向转动等不同运动状态的假设［1－5］，并提出了许多对工程实践具有指导意义的论点。……