井下底部钻具组合高频扭转振动分析

高频扭转振动(HFTO)严重影响了钻具工作的安全性及可靠性.为了明确HFTO的作用机理,制定合理可靠的减振策略,对井下新型近钻头测量短节采集的数据进行了处理及解释,分析了井下HFTO的频率、振幅以及黏滑与HFTO耦合作用.利用ANSYS建立底部钻具组合简化分析模型,并使用模态分析模块求解钻具扭转振动固有频率及振型.在模态分析的基础上进行谐响应分析,通过施加大小不同的周期作用力来模拟钻压和扭矩,得到钻具的扭转振动响应.研究结果表明:模态分析结果与实际钻井情况相符合;谐响应分析表明发生HFTO时对钻头处扭矩大小更敏感,可以通过减小扭矩缓解高频扭转振动.研究结果可为底部钻具组合设计和钻井参数优化提供理论指导依据,降低HFTO对钻具的损害.