近日，公司智能钻井管柱动力学创新团队在钻井减振工具性能分析方面取得重要进展，相关研究成果《含井下减振增扭工具的钻柱动力学分析》（Dynamic analysis of drill string with downhole vibration absorption intensifier）发表于《SPE Journal》期刊。《SPE Journal》是美国石油工程师协会（Society of Petroleum Engineers, SPE）的旗舰期刊，石油工程领域公认的顶刊之一。论文第一作者和通讯作者为陈敬凯副教授，课题组硕士研究生张晓敏为该研究工作和论文编撰做出重要贡献，中国石油大学（华东）为第一署名单位。该研究得到国家油气重大专项、国家自然科学金、山东省自然科学基金资助。
论文首页
钻井振动是造成钻柱过早失效的重要原因。减振增扭工具是一种井下钻井工具，在抑制钻柱振动的同时可产生高压水射流。已有研究通过试验证实了其减振效果，并借助计算流体力学方法分析了高压水射流的生成特性；现场试验进一步表明，该工具能够延长底部钻具组合（BHA）使用寿命，提升机械钻速（ROP）。然而，目前尚缺少针对该工具工作性能及其对钻柱动力学影响的定量研究。
减振增压工具钻柱耦合动力学模型搭建流程
本文首先建立减振增扭工具的数学模型，识别出其三个工作阶段；继而将该工具模型与钻柱集中质量模型耦合，采用四阶龙格 - 库塔法开展数值积分，在每一个积分时间步内判定工具工作状态并考虑钻头 - 岩石相互作用。时域与频域分析结果证实：该工具可抑制钻柱振动、稳定钻压（WOB）；在不同井底结构、钻井参数、工具结构以及高压水射流喷嘴尺寸条件下，所生成高压水射流压力最高可达 132 MPa。本文研究成果可为钻柱振动抑制提供理论依据，同时为该工具的现场应用提供理论支撑。
文章链接：https://doi.org/10.2118/236925-PA
