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