钻压与扭矩联合作用下的钻柱稳定性

钻压与扭矩联合作用下的钻柱稳定性
在旋转垂直钻进中，钻柱下部同时承受着轴向压力和扭矩。

钻压超过临界值将产生纵向弯曲，即丧失稳定性。

通过理论分析和实验证实，扭矩也能使钻杆丧失扭曲稳定性。

轴向钻压和扭矩同时作用下的钻柱变形是个复杂问题。

它既不是轴向压力下作用下的纵向弯曲，也不是扭矩作用下的柱面母线的扭转。

在铰支条件下，单支钻杆的钻压和扭矩有下列关系：
M k 2EI 2
+P C
EI
=π
L
2
由上式可知，钻柱传递的扭矩M k将使钻柱弯曲的临界钻压P C 减小。

当M k=0时，就变成著名的欧拉公式：
P C=π2
L
EI
钻柱L越长，轴向钻压就越小。

(2)使用大钻杆的直径，钻杆直径愈大，其受压的稳定性越好，根据以往的经验，5in钻杆最大能承受的推力为40t左右，如果成孔比较好的话，穿越1000m不成问题，根据压杆稳定计算公式：p IJ=n2π2EI／L2推力与杆件的截面的惯性距成正比，壁厚相同的钻杆6，625in钻杆的所能承受的推力为5in钻杆的2．5倍，其中扣除因为采用大钻杆，钻柱自身重量增大，摩擦阻力也随之增大的因素影响，使用6．625in钻杆，其可钻距离是原来的两倍有余，这样就可以有效完成西气东输大江河穿越的导向孔的施工。

(4)在长距离导向孔的钻进过程中，使用泥浆61/2in泥浆马达和12in的铣齿岩石大钻头。

使用泥浆马达可以有效地减小钻头前进所需的推力，大钻头可以造成更大的孔壁与钻杆之间的环形空间，可以有效地减少孔壁收缩卡住钻杆的可能性，岩石钻头耐磨，可以防止长距离穿越造成钻头磨坏，致使导向孔无法完成。

(7)钻导向孔的钻具组合为：12in铣齿钻头+61/2in泥浆马达+7in无磁钻铤+5in钻杆+6．625in 钻杆。

控向工具安置在7in无磁钻铤中。

12in钻头可以钻出更大的孔，钻杆于孔壁之间环形空间也更大，有利于钻杆在其间穿行，泥浆流动也更平稳，减少泥浆对孔壁的冲刷，对孔壁的稳定特别有利。