带可变径稳定器底部钻具组合的等效刚度及其导向能力分析

Analysis of Steering Capacity and Equivalent Stiffness of the BHA with Adjustable Stabilizer  

王光磊 狄勤丰 张进双 王文昌 胡群爱 牛新民 张金成

WANG Guanglei DI Qinfeng ZHANG Jinshuang WANG Wenchang HU Qunai NIU Xinming ZHANG Jincheng

带可变径稳定器的底部钻具组合可以通过地面控制实时调整稳定器外径，快速实现不同的底部钻具组合控斜功能，大幅节省起下钻更换钻具的时间，具有广阔的应用前景。底部钻具组合的导向能力与其在井眼内的变形特征密切相关，首先针对带可变径稳定器的底部钻具组合结构特征，考虑稳定器外径变化引起的支座径向位移以及井眼曲率影响，完善底部钻具组合纵横弯曲梁三弯矩方程，实现底部钻具组合在弯曲井眼内的变形特征及其应变能的求解，形成基于应变能的底部钻具组合等效刚度计算方法；其次，利用底部钻具组合三维静力分析模型的加权余量法，计算得到带可变径稳定器底部钻具组合在不同结构时的钻头侧向力。结果表明，带可变径稳定器底部钻具组合的等效刚度系数受稳定器外径影响较大，并与钻头侧向力具有一定的相关性。