考虑钻井液与钻柱的泊松耦合,基于管内外钻井液与钻柱间的耦合纵向波动方程组,应用特征矢量法,研究地层切变模量和钻柱泊松比边界对钻柱内纵向应力波和钻井液纵向压力波传输的影响.在此基础上推导钻柱纵向振动的频率方程,引入等效质量分析管内外液动压力下的钻柱固有频率.理论求解表明,钻柱的泊松效应造成应力波与压力波耦合,且管内外不同介质间的波速耦合对压力波的影响明显,而对应力波的影响较弱,故耦合对泥浆脉冲传输的影响远大于钻柱声遥测.钻井液的液动压力增加纵振的惯性质量,导致固有频率与不考虑钻井液相比有较大下降.综合等效粘惯性质量、粘性阻尼系数和钻井液惯性力,建立多因素影响下的钻柱纵向耦合振动模型.
钻柱 纵向振动 泊松耦合 钻井液 固有频率