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由于定向井存在一定的斜度和狗腿度，鉆柱與井壁之間的摩擦力較大，并且不同工況下摩擦力的大小和方向也不同。另外，井眼的彎曲對(duì)鉆柱的受力有很大影響。所以，研究定向井鉆柱強(qiáng)度的有限元分析是十分必要的。
用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱既有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又有沿井眼軸線的運(yùn)動(dòng)，因此，鉆柱表面某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際為螺旋運(yùn)動(dòng)。在斜井段中取出一段鉆柱如圖l所示。V為鉆柱表面C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度V、Vr分別為V沿鉆柱軸向和周向的分量。F為C點(diǎn)處鉆柱受井壁的摩擦力，其方向與V相反，F(xiàn)、F，分別為F沿軸向和周向的分量，它們又可分別稱為鉆柱受井壁的軸向摩擦力和周向摩擦力。
采用井底動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)時(shí)(如圖所示)，泥漿作用于動(dòng)力鉆具轉(zhuǎn)子的主動(dòng)力矩材+帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，若忽略動(dòng)力鉆具的傳動(dòng)損失，材料的大小應(yīng)等于鉆頭扭矩從。同時(shí)，泥漿也作用于動(dòng)力鉆具定子大小相等，方向相反，并且，材一使鉆柱有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢，所以，鉆柱與井壁間有旋轉(zhuǎn)靜摩擦力，即周向摩擦力，此摩擦力產(chǎn)生的扭矩城瓣盤扭矩從之和，且M、M，與材方向相反，所以由以上結(jié)果可以看出：
(1)使用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱軸向運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于周向運(yùn)動(dòng)速度，因此，鉆柱軸向摩擦阻力很小，從鉆頭沿鉆柱向上，鉆柱軸向壓力增加很慢。而使用井底動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱無周向運(yùn)動(dòng)，所以，鉆柱軸向摩擦阻力較大.由此引出下列兩個(gè)后果：
①鉆進(jìn)時(shí)，相同位置(除鉆頭外)，轉(zhuǎn)盤鉆的鉆柱軸向力較井底動(dòng)力鉆具鉆的大，
②鉆進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤鉆的鉆柱受壓段較井底動(dòng)力鉆具鉆的短。
(2)使用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱受井壁的摩擦扭矩與鉆頭受井底的扭矩方向相同，因此，沿鉆柱向上，鉆柱扭矩逐漸增加；使用井底動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)時(shí)，動(dòng)力鉆具定子所受的泥漿的扭矩與鉆柱受井壁的靜摩擦扭矩方向相反，因此，沿鉆柱向上，鉆柱扭矩逐漸減小。起鉆時(shí)，彎曲井段中鉆柱相當(dāng)應(yīng)力較大，其原因是：
①起鉆時(shí)，鉆柱軸向力較大，由式，彎曲井段中鉆柱的彎曲應(yīng)力與軸向力成正比；
②起鉆時(shí)，鉆柱不受扭矩作用，所以，彎曲井段中鉆柱的彎曲應(yīng)力在相當(dāng)應(yīng)力中所占比重較大；
(1)在相同的井身結(jié)構(gòu)、鉆柱結(jié)構(gòu)、鉆壓和鉆頭扭矩條件下，與井底動(dòng)力鉆具相比，采用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱受壓段短。但井口處鉆柱軸力、扭矩和相當(dāng)應(yīng)力較大。
(2)起鉆時(shí)，彎曲井段中鉆柱的相當(dāng)應(yīng)力較大。
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