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

【摘要】：針對(duì)當(dāng)前鉆柱系統(tǒng)黏滑振動(dòng)產(chǎn)生的影響不斷增大的問(wèn)題,研究黏滑振動(dòng)的自激振動(dòng)特性。通過(guò)建立鉆柱系統(tǒng)的黏滑振動(dòng)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(dòng)響應(yīng)。在得到系統(tǒng)黏滑振動(dòng)特性的基礎(chǔ)上,研究鉆頭在不同初始條件時(shí)相對(duì)轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)的相軌跡。結(jié)果表明,當(dāng)鉆頭初相點(diǎn)存在擾動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)均將趨向于穩(wěn)定的黏滑振動(dòng),表現(xiàn)為鉆頭運(yùn)動(dòng)的相軌跡收斂于穩(wěn)定的極限環(huán)。對(duì)黏滑振動(dòng)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,結(jié)果表明,產(chǎn)生黏滑振動(dòng)的鉆柱系統(tǒng)在黏滯狀態(tài)與滑脫狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)均存在摩擦扭矩的降落,相當(dāng)于在鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)方向作用一個(gè)外載,即鉆頭臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)存在的負(fù)阻尼效應(yīng)將鉆柱的振動(dòng)調(diào)節(jié)為自激振動(dòng)。
[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(guó)石油塔里木油田分公司天然氣事業(yè)部;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51674214) 四川省科技廳重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2017GZ0365) 四川省青年科技創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2017TD0014)
【分類號(hào)】：TE921

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 樓一珊,蔣小鶯,朱江,吳田忠,杜燕,向緒金;鉆柱失效機(jī)理分析[J];江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào);2001年02期

2 狄勤豐;王文昌;胡以寶;張小柯;;鉆柱動(dòng)力學(xué)研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];天然氣工業(yè);2006年04期

3 胡以寶;狄勤豐;鄒海洋;吳非;;鉆柱動(dòng)力學(xué)研究及監(jiān)控技術(shù)新進(jìn)展[J];石油鉆探技術(shù);2006年06期

4 韓志勇;;關(guān)于鉆柱一次彎曲臨界條件的考證[J];石油鉆探技術(shù);2009年02期

5 嚴(yán)維鋒;鄭何光;馬路;;鉆柱偏心和旋轉(zhuǎn)對(duì)環(huán)空壓耗的影響[J];內(nèi)蒙古石油化工;2010年08期

6 陳樂(lè)平;;鉆柱橫向非線性振動(dòng)分析[J];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào);2010年02期

7 王珍應(yīng),徐銘陶;鉆柱的動(dòng)力不穩(wěn)定性[J];石油機(jī)械;1991年09期

8 殷朝陽(yáng),王光遠(yuǎn);鉆柱動(dòng)力學(xué)有限元分析及室內(nèi)軸向試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比[J];哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

9 張廣清,路永明,陳勉;斜直井中扭矩和軸力共同作用下鉆柱的屈曲問(wèn)題[J];石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年05期

10 劉清友,馬德坤,鐘青;鉆柱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型的建立及求解[J];石油學(xué)報(bào);2000年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 焦永樹;蔡宗熙;嚴(yán)宗達(dá);;鉛垂井段鉆柱在浮重作用下的靜力分岔分析[A];第七屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ卷）[C];1998年

2 狄勤豐;王文昌;胡以寶;張小柯;;鉆柱動(dòng)力學(xué)研究及應(yīng)用進(jìn)展[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

3 李麗娟;張娜;張青峰;焦永樹;;鉛垂井段兩端固支鉆柱屈曲的理論與數(shù)值分析[A];第19屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2010年

4 朱潤(rùn);隋允康;;斜井中鉆柱復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬[A];北京力學(xué)會(huì)第15屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2009年

5 焦永樹;蔡宗熙;嚴(yán)宗達(dá);;鉛垂井段鉆柱(鉸—固模型)的靜力屈曲[A];第八屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

6 談梅蘭;甘立飛;王鑫偉;;斜直井內(nèi)鉆柱的非線性螺旋屈曲[A];第16屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2007年

7 吳澤兵;羅宇義;鄭興華;;鉆柱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算機(jī)仿真[A];'2003系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

8 祝效華;賈彥杰;;鉆柱動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展及其應(yīng)用[A];機(jī)械動(dòng)力學(xué)理論及其應(yīng)用[C];2011年

9 胡以寶;狄勤豐;姚建林;姚永漢;陳鋒;;超深井鉆柱的動(dòng)力學(xué)特性分析[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

10 王曉陽(yáng);張青峰;焦永樹;;波動(dòng)鉆壓激勵(lì)下斜井段鉆柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬[A];第19屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王明杰;超深井鉆柱動(dòng)力學(xué)特性分析及動(dòng)態(tài)安全性評(píng)價(jià)[D];上海大學(xué);2016年

2 韓春杰;深水平臺(tái)鉆井鉆柱耦合振動(dòng)及模擬分析[D];大慶石油學(xué)院;2010年

3 劉峰;定向井中鉆柱非線性穩(wěn)定性分析[D];南京航空航天大學(xué);2005年

4 談梅蘭;三維曲井內(nèi)鉆柱的雙重非線性靜力有限元法[D];南京航空航天大學(xué);2005年

5 胡以寶;基于實(shí)際井眼軌跡的鉆柱動(dòng)力學(xué)特性有限元分析[D];上海大學(xué);2011年

6 劉延鑫;考慮流固耦合的鉆柱動(dòng)力學(xué)研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

7 廖輝;超深水超深鉆井作業(yè)鉆柱三維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

8 邵冬冬;水平井眼中鉆柱動(dòng)力學(xué)特性分析[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2013年

9 李文飛;直井鉆柱安全可靠性分析方法研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2008年

10 閆向宏;隨鉆測(cè)井聲波傳輸特性數(shù)值模擬研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 代曉東;最優(yōu)化理論求解鉆柱接觸非線性問(wèn)題[D];大慶石油學(xué)院;2005年

2 王雪剛;鉆柱非線性耦合振動(dòng)模型研究[D];東北石油大學(xué);2012年

3 賈宏亮;短距離鉆柱聲波通訊技術(shù)研究[D];西安石油大學(xué);2015年

4 朱智翔;鉆柱渦動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)量系統(tǒng)研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 王志剛;鉆柱自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)和徑向運(yùn)動(dòng)誘發(fā)牛頓流體流動(dòng)的流場(chǎng)分析[D];燕山大學(xué);2015年

6 諶容;智能鉆柱中傳輸線通信系統(tǒng)模型仿真研究[D];西南石油大學(xué);2014年

7 張海莉;深井鉆柱振動(dòng)縱向動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律研究[D];東北石油大學(xué);2015年

8 程世平;深水鉆井平臺(tái)鉆柱自動(dòng)化處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];青島科技大學(xué);2015年

9 趙荔;石油鉆井鉆柱在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2015年

10 張文斌;水平井鉆柱屈曲實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

，

本文編號(hào)：2087119