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钻柱受力分析为何选择这六种工况

钻井工程分析软件,可量化钻具受力风险(如轴向应力、扭矩、侧向力),支持全井筒受力模拟钻井,简化看主要影响因素钻压、摩擦力、和重力,一般钻井软件支持的六种工况如下 :

旋转钻

滑动钻

划眼(倒划)

起钻

下钻

空转

那么,这六种工况下,钻杆拉力大小是哪个最大哪个最小呢?

以理想情况下钻杆受力分析,摩阻力F肯定是与运动方向轴向力Fa相反的,

而重力G肯定是向下的,方向确定。

若运动方向是向上,如起钻、倒滑眼,则

Fa = G+ F

若运动方向是向下的,如下钻,划眼,钻进,则

Fa=G-F,

若是钻进工况,还需要减去一个钻压 即Fa=G-F-WOB

除了运动方向外,摩阻力F的产生原理至关重要,

摩阻力除与斜面夹角相关外, 还与旋转状态息息相关,这个影响了摩阻系数;

理想情况下,认为 摩擦系数 = 钻杆活动速度/角速度;当钻具处于旋转状态时,角速度非常大,

所以一般认为处于旋转状态时,摩阻系数接近0,即摩阻力接近0,

所以这六种工况下拉力的大小就比较清晰了;

起钻(G+F)>倒划眼(G+ 0* F)>空转(G )>旋转钻进(G -0 * F -WOB)> 下钻(G-F) > 滑动钻进(G - F-WOB)

空转时钻杆活动速度为0;划眼和旋转钻进,摩阻系数接近0;

若钻压大于下钻摩阻力,则下钻拉力>旋转钻进的拉力