石油鉆井過程故障仿真及控制技術(shù)研究.pdf

1、在石油鉆井過程中，鉆柱承載著大量的工作，因而井下鉆柱部分常常出現(xiàn)許多故障和問題，且這些問題大多都是由于鉆柱的彎曲變形與套管壁產(chǎn)生磨損及振動造成的。為了防止這些問題并且延長鉆柱的壽命，人們從事了各種各樣的研究，許多診斷控制方法也隨其提出。而對鉆柱故障和問題的根本研究還是要落在鉆柱的受力和變形上，所以對鉆柱的故障仿真必須以力學(xué)為主體得到受力的薄弱點從而進一步分析。
　　 本文以石油鉆柱為研究對象，針對常見的中井鉆柱的力學(xué)特性及動態(tài)振

2、動進行深入研究。利用實體建模建立起鉆柱的數(shù)字化模型，運用有限元分析軟件ANSYS對井下鉆柱在自重、鉆壓、扭矩三種力的作用狀態(tài)下的典型工況進行了有限元靜力分析，得出鉆柱的應(yīng)力、應(yīng)變特性，檢驗出鉆柱的受力薄弱點和易生故障部位，利用ANSYS軟件對鉆柱進行模態(tài)分析，得到鉆柱的前10階固有頻率和振型，并且分析這種結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境工作時與外界發(fā)生共振的頻率和轉(zhuǎn)速；通過瞬態(tài)動力學(xué)分析得到鉆柱在瞬態(tài)沖擊下的應(yīng)力、位移變化規(guī)律，為故障的發(fā)生點提供理論仿真