頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置動(dòng)力學(xué)分析與虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究.pdf

1、 本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金“基于柔性多體固液耦合的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理和行為仿真”、中國石油天然氣集團(tuán)公司石油科技中青年創(chuàng)新基金“基于物理的虛擬頂驅(qū)裝置樣機(jī)的技術(shù)研究”和中國石油天然氣股份有限公司科技風(fēng)險(xiǎn)創(chuàng)新研究項(xiàng)目“頂驅(qū)裝置數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造”項(xiàng)目，將“功能化虛擬樣機(jī)技術(shù)”應(yīng)用于頂驅(qū)裝置的設(shè)計(jì)領(lǐng)域?；诙囿w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和鉆柱動(dòng)力學(xué)理論，結(jié)合虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，提出并建立了基于鉆柱激勵(lì)的頂驅(qū)裝置虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算和分析方法，采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法

2、對(duì)理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證，開發(fā)出了頂驅(qū)裝置輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 本文在對(duì)鉆柱模型進(jìn)行適當(dāng)簡化的條件下，建立了鉆柱縱向、橫向和扭轉(zhuǎn)全耦合的振動(dòng)模型，按照哈密爾頓原理對(duì)鉆柱的耦合振動(dòng)方程進(jìn)行了推導(dǎo)。提出鉆柱上端只有縱扭耦合振動(dòng)，采用攝動(dòng)法對(duì)鉆柱上端的縱扭耦合振動(dòng)特性及機(jī)理進(jìn)行了理論分析，采用假定模態(tài)-吉爾積分法對(duì)鉆柱的縱扭振動(dòng)行為進(jìn)行了數(shù)值模擬，給出了數(shù)值求解的方法及程序。采用轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)和和固液耦合動(dòng)力學(xué)理論，對(duì)環(huán)空旋轉(zhuǎn)鉆柱內(nèi)、外鉆井液流體對(duì)鉆柱