粘滑振动是导致钻头破坏失效及钻具组合失效的主要因素之一,一直制约着PDC钻头高效钻井技术的发展,并且由于钻柱振动的高度非线性导致理论研究十分困难,特别是在近年来发展迅速的大斜度井钻井作业过程中,受井眼轨迹复杂性,目前国内外未见有关大斜度井钻井过程中的粘滑振动系统研究成果的文献发表。本文结合系统动力学和现代数值仿真技术,综合考虑了实际钻柱与井壁的接触、钻柱刚度及实际井眼轨迹等因素,分析研究了在实钻大斜度井过程中井底粘滑振动的振动特性、钻井参数对粘滑振动敏感性及高频扭转冲击减振分析。论文主要工作如下:(1)调研了国内外关于钻柱系统粘滑振动的研究现状,并在此基础上确定了本文的研究内容和研究方法。(2)基于大斜度井实际钻井工况、三维井眼轨迹、钻柱与井壁的接触碰撞及钻头岩石互作用,采用有限元法建立了大斜度井钻进模拟模型。(3)建立了分析研究大斜度井钻柱系统粘滑振动特性的数值模拟模型,利用Abaqus/explicit中的显示积分算法对数值模拟模型进行求解,并通过与现场实测数据对比对数值仿真计算结果的可靠性进行了验证。(4)结合现场实际钻井参数模拟分析了大斜度井实时破岩钻进过程中井底钻头及钻柱的粘滑振动响应特性。(5)研究了大斜度井钻井过程中钻井参数对粘滑振动响应的影响,包括钻压、地面转速、井深及裸眼井筒摩擦系数对粘滑振动特性的影响,及其对下部钻具其他振动特性的影响,更清晰揭示钻柱系统粘滑振动特性,解释了现场钻井施工中一些现象,为进一步制定减振措施提供数据参考。(6)分析了高频扭转冲击减振作用下井底钻具的粘滑振动响应特征,得到了高频扭转冲击对粘滑振动的减振效果及扭转冲击对钻柱系统振动的影响,该项研究为高频扭转冲击工具的研制提供了一定理论支撑。本文研究了大斜度井钻柱系统粘滑振动特性、钻井参数对粘滑振动的影响及高频扭转冲击对粘滑振动的减振效果及钻柱系统振动的影响。研究工作有助于认识大斜度钻柱系统粘滑振动特性、制定粘滑振动抑制措施。