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钻柱是钻井过程中的重要工具。在钻进时,钻柱由于弯曲变形与套管壁产生磨损,严重地降低其使用寿命。为防止钻柱磨损和延长钻柱的使用寿命,人们从事了各种各样的研究工作,目前,工程上采用了一种新型的防磨方法——在靠近钻柱接头的部位,安装非旋转防磨减断保护套,有效地解决了这个问题。但是如何确定添加保护套的最佳位置以及所需添加保护套的具体数量,都亟待解决。 由于钻柱与套管壁接触点位置的不确定性,在工程中,都是通过现场经验来估计所需保护套的数量以及添加的位置,但并不能保证所有保护套都能得到有效使用。有不少学者对其进行研究,提出各种各样的假设理论,但都不能直观地再现钻柱在井下的接触过程,不能精确地得到钻柱与套管壁的接触位置及接触力。本文利用ADAMS软件和ANSYS软件,建立了钻柱模型,动态模拟了垂直井眼中钻柱的受力变形,直观准确地再现了钻柱与套管壁接触的全过程。并采用逐步模拟法,对钻柱添加非旋转防磨减断保护套的最佳位置进行仿真分析,得到钻柱与套管壁的接触区域及接触力,确定非旋转防磨减断保护套的安装位置以及所需安装的数量,为合理使用非旋转防磨减断保护套提供理论依据和前提。本文所提出的研究方法,还可以推广应用于大位移井、定向井等需要添加非旋转防磨减断保护套的场合。