井底岩石的共振响应分析及数值模拟研究

论文摘要

共振钻井是一种新型的钻井提速技术,在钻井过程中,为了达到最优的破岩效果,需要使振动频率与不同状态下岩石的共振频率相匹配,因此研究岩石在井底围压及约束状态下的共振响应特性十分必要。考虑到井底岩石的内部孔隙结构,以及岩石受到的井底围压作用,通过理论分析和数值模拟,获得不同约束下、不同孔隙分布下,岩石的位移响应振幅与冲击力频率的关系,进而得到岩石的共振频率。在模拟条件下,岩石的共振频率不随围压变化,但围压下的共振频率略高于自由状态下的共振频率;当岩石受到径向位移约束时,共振频率变大,且共振频率随岩石泊松比的增大而增大;当岩石内部孔隙沿冲击方向分布均匀时,其共振频率与孔隙度无关;当岩石内部孔隙沿冲击方向分布不均匀时,其共振频率与孔隙分布的不均匀程度相关,不均匀程度越高,共振频率越低。为分析岩石在井底状态下的共振响应特性提供了初步的理论基础,也为共振钻井技术的参数选择提供了依据。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 宋恒宇,李根生,史怀忠,黄中伟,宋先知,杨睿月

关键词: 共振钻井,共振频率,孔隙,围压,冲击力,位移响应振幅

来源: 振动与冲击 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(51474232),国家科技重大专项课题“致密油气连续管侧钻钻井技术与装备”(2016ZX05022-003),江苏省科技成果转化专项资金(BA2014131)

分类号: TE24

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.05.003

页码: 13-20

总页数: 8

文件大小: 1045K

下载量: 194

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