本文選題：井下鉆柱　切入點：耦合振動　出處：《應(yīng)用數(shù)學和力學》2017年06期

【摘要】：針對井下鉆柱運動的復雜性,基于動力學理論,建立了井下鉆柱縱向和橫向耦合振動的數(shù)學模型,并進行數(shù)值求解及分析.根據(jù)井下鉆柱的實際工況,以整個井下鉆柱為研究對象,提出了鉆柱縱向和橫向耦合振動的動力方程,并利用解析法和無量綱法分別求解出其動剛度和動阻尼的表達式,以及鉆柱前兩階振動的固有頻率.分析結(jié)果表明:當井下鉆柱振動頻率增大時,其動剛度呈幅值衰減的周期性變化,而其動阻尼呈幅值增強的周期性變化;井下鉆柱長度和橫截面面積越大,其動剛度和動阻尼的幅值越小;井下鉆柱的Poisson(泊松)比對其振動的動剛度、動阻尼和前兩階固有頻率沒有影響;同時,井下鉆柱的第二階固有頻率始終大于第一階固有頻率.該文的研究方法和模型為井下鉆柱鉆具分析和結(jié)果優(yōu)化提供了理論參考和實際意義.
[Abstract]:Aiming at the complexity of downhole drill string movement, a mathematical model of vertical and transverse coupling vibration of downhole drill string is established based on dynamics theory, and the numerical solution and analysis are carried out.According to the actual working conditions of downhole drill string, the dynamic equations of longitudinal and transverse coupling vibration of drill string are proposed, and the expressions of dynamic stiffness and damping are obtained by using analytical method and dimensionless method, respectively.And the natural frequencies of the first two steps of the drill string.The results show that when the vibration frequency of downhole drill string increases, its dynamic stiffness changes periodically of amplitude attenuation, while its dynamic damping increases periodically, and the length and cross-section area of downhole drill string increase.The smaller the amplitude of dynamic stiffness and damping is, the smaller the Poisson ratio of downhole drill string has no effect on the dynamic stiffness, dynamic damping and the first two natural frequencies of the drill string, and the second natural frequency of downhole drill string is always larger than the first natural frequency.The research method and model in this paper provide theoretical reference and practical significance for the analysis and optimization of drill string.
【作者單位】： 西南石油大學機電工程學院;西南交通大學機械工程學院;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司川西鉆探公司;
【基金】：國家自然科學基金(51074202) 國家科技重大專項(大型油氣田及煤層氣開發(fā))(2016ZX05038) 國家留學基金(201608515039)~~
【分類號】：TE921.2

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：1723159