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钻柱的受力分析

发布时间:2019/02/15 16:44:52  发布人: 洪艳钻井劳务公司

钻柱的受力分析钻柱在井下受到多种载荷(轴向拉力及压力、扭矩、弯曲力矩、离心力、外挤 压等)的作用.在不同的工作状态下,不同部位的钻柱受力的情况是不同的.

(1) 軸向拉力和压力

钻柱受到的轴向载荷主要有由自重产生的拉力、由钻井液产生的浮力和因 加钻压而产生的压力。此外,钻柱与井壁、钻井液间的摩擦,循环钻井液时在钻柱 内钻头水眼上所消耗的压力,起下钻时上提或下放钻柱速度的变化等均会产 生附加的轴向载荷。

(1)深圳钻井钻柱在垂直井眼中悬挂时,在井眼 内没有钻井液的情况下,处于悬挂状态的钻 柱仅受到自重力的作用,由上而下处于受拉 伸状态。下端St力为零,井口处拉力大。

钻柱任一截面处(假定在钻杆上)的拉力可 按下式计箅《gpLp +.´qcLc 式中:空井中的钻柱任一截面处的拉 力,它等于该截面以下钻柱在空气中的重力,kN»9p> 9c——分别为钻杆、钻铤单位长度 的重力,kN/m,称为“线重´Linear Weight)

当井眼内充满钻井液时(一般情况),钻 柱除了受自重力的作用外,还受到钻井液静 液压力的作用,钻柱的所有与 钻井液相接触的表面上的静液压力与面积乘积的合力,称为浮力,方向向上。

浮力的作用,减轻了钻柱的重力,使钻柱的轴 向拉力减小。此外,作用于钻柱内外表面上的侧向静液压力,虽然合力为零,但 对钻柱管体却形成侧向挤压作用。研究指出:钻井液浮力和静液压力侧向挤压作 用对钻柱轴向力的综响结果,相当于使钻柱的线重减轻了,其减轻程度可用。