發(fā)布時間：2018-07-01 08:06

  本文選題：鉆柱 + 黏滑振動�。� 參考：《西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》2017年04期

【摘要】：針對當(dāng)前鉆柱系統(tǒng)黏滑振動產(chǎn)生的影響不斷增大的問題,研究黏滑振動的自激振動特性。通過建立鉆柱系統(tǒng)的黏滑振動力學(xué)模型,推導(dǎo)了鉆頭于黏滯階段與滑脫階段的狀態(tài)方程,并得到其滑脫階段的振動響應(yīng)。在得到系統(tǒng)黏滑振動特性的基礎(chǔ)上,研究鉆頭在不同初始條件時相對轉(zhuǎn)盤運動的相軌跡。結(jié)果表明,當(dāng)鉆頭初相點存在擾動時,其運動均將趨向于穩(wěn)定的黏滑振動,表現(xiàn)為鉆頭運動的相軌跡收斂于穩(wěn)定的極限環(huán)。對黏滑振動產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,結(jié)果表明,產(chǎn)生黏滑振動的鉆柱系統(tǒng)在黏滯狀態(tài)與滑脫狀態(tài)轉(zhuǎn)變時均存在摩擦扭矩的降落,相當(dāng)于在鉆頭轉(zhuǎn)動方向作用一個外載,即鉆頭臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)變時存在的負(fù)阻尼效應(yīng)將鉆柱的振動調(diào)節(jié)為自激振動。
[Abstract]:In order to solve the problem that the influence of stick-slip vibration on drill string system is increasing, the self-excited vibration characteristics of stick-slip vibration are studied. By establishing the dynamic model of viscous and sliding vibration of drill string system, the state equations of drill bit in viscous and sliding stages are derived, and the vibration response of drill bit in slippage stage is obtained. Based on the characteristics of visco-slip vibration of the system, the phase trajectories of the bit relative to the turntable under different initial conditions are studied. The results show that when the initial phase point of the bit is disturbed, its motion tends to stable visco-slip vibration, which shows that the phase trajectory of the bit motion converges to the stable limit cycle. The causes of viscous and slip vibration are analyzed. The results show that there is a drop of friction torque in both viscous state and slip state of drill string system, which is equivalent to an external load acting in the direction of bit rotation. In other words, the negative damping effect during the transition of the critical state of drill bit adjusts the vibration of drill string to self-excited vibration.
【作者單位】： 西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;中國石油塔里木油田分公司天然氣事業(yè)部;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51674214) 四川省科技廳重點研發(fā)項目(2017GZ0365) 四川省青年科技創(chuàng)新研究團(tuán)隊項目(2017TD0014)
【分類號】：TE921

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本文編號：2087119