大位移井井下鉆柱耦合動力學分析研究
摘要：興古7-H173大位移作業工況復雜,井下鉆柱由于鉆壓、轉速等因素容易發生耦合振動,研究大位移井井下鉆柱縱向、橫向、扭轉三維耦合振動規律對減少鉆具疲勞失效至關重要。文章建立大位移井鉆柱耦合動力學有限元模型并求解,模型主要考慮了三維振動位移隨時間的變化,同時考慮了井底鉆壓波動對耦合振動頻率的影響,結合理論和現場進行分析,通過數值模擬發現,鉆具耦合振動存在周期性變化規律,井底鉆壓波動越大,井下鉆柱耦合振動頻率幅值越大,但振動周期未發生明顯改變,振動頻率在一階固有頻率與二階固有頻率幅值之間的波動范圍減小;轉速越高,振動周期明顯減小,振動頻率在一階固有頻率與二階固有頻率幅值之間波動范圍減小,越容易達到共振幅值。通過現場試驗可以發現,井下鉆柱振動存在周期性波動,高鉆壓、高轉速條件下井下鉆柱振動明顯加強,而降低鉆壓、轉速,振動明顯減弱,與數值模擬規律接近,具有一定適用性,為大位移井下鉆柱振動研究提供了可靠性意見。
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