Определение длины стесненной полуволны или полувитка вращающейся колонны в наклонной скважине.

В скважине над сжатым участком обычно имеется растянутая часть колонны /_р, которая смещает верхний конец полуволны от оси скважины (6.19). На изогнутом участ­ке имеются и сжатая, и растянутая части.

В действительности лишь в первом приближении можно считать верхний конец сжатого участка защемленным, а ниж­ний — шарнирно опертым. Более правильно закрепление и верхнего, и нижнего концов считать несовершенной задел­кой.

Одна из концепций дальнейшего поведения изогнутого низа колонны представляется следующим образом. При даль­нейшем увеличении нагрузки форма оси полуволны меняет ся, точка контакта ее со стенкой скважины смещается ниже. Когда осевая нагрузка достигнет значения, называемого кри­тической нагрузкой второго порядка O_FD2(O_oth ~ 4, 22), вер­шина второй полуволны коснется противоположной стенки скважины.

При дальнейшем увеличении сжимающей нагрузки полу­волна продолжает касаться стенки скважины, точка касания превращается в линию, длина которой увеличивается. Когда она станет достаточно большой, может произойти потеря ус­тойчивости, и вместо одной полуволны образуются три. Это произойдет при достижении критической нагрузки 3-го по­рядка.

При нагрузки такие же процессы будут продолжаться с вновь образующимися полуволнами при все возрастающих критических нагрузках.

Интересен теоретически устаяовленный и эксперимен­тально подтвержденный факт, что уже при осевых нагрузках порядка (3 — 4) Q_OTH обычно теряется плоская форма изгиба, и колонна изгибается по винтовой спирали, направление кото­рой может быть как правое, так и левое, Спиральный изгиб здесь обусловлен исключительно лишь несовершенством ко­лонны (начальная кривизна и разностенность труб, несоос­ность резьбовых соединений, эксцентричность замков, пере­водников и т, д.) и трансформацией из-за этого части изги­бающего момента в крутящий. В действительности в процес­се бурения на колонну всегда действует крутящий момент, обусловленный работой долота. При роторном бурении (так­же в способе с комбинированным верхним приводом) бу­рильная колонна постоянно, а при бурении с забойными дви­гателями эпизодически вращается, что вызывает появление центробежных сил, дополнительно изгибающих колонну труб. Колонна может потерять устойчивость и в растянутой части. Следовательно, рассмотренная выше картина изгиба справедлива лишь для некоторых отдельных операций, свя­занных с бурением (например, пакеровка затрубнога про­странства с упором о забой, расхаживание прихваченной ко­лонны без отбивки ротором.