摘要:钻进时的振动会引起钻具疲劳失效和损坏，为提高井下钻具的稳定性，本文设计了依靠行星齿轮系驱动内外钻头同轴双向回转的钻具结构。通过对其核心的齿轮、密封、轴承等部件进行的强度校核，证明该结构的设计强度能够满足正常的使用工况。同时基于数值模拟对该结构的振动效果进行了验证，将钻进时钻头与岩石的相互作用简化为简谐荷载，对双向回转钻具整体结构进行谐响应分析。结果显示，相比于普通单向回转钻进结构，同等条件下双向回转的钻具结构能够有效抑制扭转振动。

摘要:钻进过程中，钻柱振动是不可避免的，而且钻柱产生振动的原因是多方面的。随着研究的深入，人们不仅认识到钻柱振动对钻井作业产生的负面影响，还认识到利用振动可以得到许多井下信息。运用一根钻杆模型，分析了其在不同工作状况下的振动特性，得到了钻杆在横向、纵向、扭转振动的多阶振型，以及对应的应力应变图。对照振型和应力应变图，联系钻井实践中各种钻柱失效形式，以期从中找出一些振动与钻柱失效的关联，更好地利用振动去解决生产问题。