鉆柱振動模態(tài)分析.pdf

1、在實際的鉆井中鉆柱不可避免的產(chǎn)生振動，振動包括縱向振動、橫向振動、扭轉(zhuǎn)振動以及他們的耦合振動。鉆柱強烈的共振可能造成嚴重的鉆井事故，從而增加了鉆井難度和風險，甚至帶來巨大的經(jīng)濟損失。 本文分別對縱向、橫向、扭轉(zhuǎn)三種振動進行了理論分析，總結(jié)了三種振動的力學規(guī)律，建立了力學模型，推導(dǎo)出了振動頻率方程，從而得出了鉆柱振動的共振規(guī)律。并以大慶油田升深7井1600米井深為例，應(yīng)用ANSYS軟件建立了基于APDL語言的鉆柱參數(shù)化有限元仿真模

2、型，該模型具有較強的實用性和通用性，極大地提高了分析和研究的效率，并為進一步的分析和研究奠定了良好基礎(chǔ)。論文中所建立的有限元模型，考慮了鉆井液的壓力和浮力等影響因素，與已有的其它鉆桿柱有限元模型相比，仿真程度有很大的提高。文中對鉆柱縱向振動、橫向振動和扭轉(zhuǎn)振動的分析結(jié)論，可以為避免鉆柱共振提供可靠的參考價值。扭轉(zhuǎn)振動的分析結(jié)果還可以為不同類型鉆頭臨界轉(zhuǎn)速的確定提供計算依據(jù)。通過三種振動頻率的對比，還發(fā)現(xiàn)縱向振動和扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率范圍有