钻杆纵-扭耦合振动两自由度模型的动力学分析

发布时间：2018-01-05 04:30

  本文关键词：钻杆纵-扭耦合振动两自由度模型的动力学分析　出处：《燕山大学学报》2017年03期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：基于钻杆纵向和扭转振动耦合的两自由度模型,结合钻头所受纵向力和扭矩模型的简化,利用平均法讨论了主要工作参数以及外界介质参数对其周期振动振幅和频率的影响,并进行了数值仿真验证。此外还利用数值计算仿真了工作参数和介质参数对粘滑运动的影响。结果表明,转盘转速的增加会使扭转振幅增大,但是适量增大转盘转速可以有效降低钻杆粘滞时间,减弱粘滑振动现象。钻头与岩石间的摩擦系数的增大会使相对角位移增大,粘滑现象更加明显,粘滞时间变长。
[Abstract]:Based on the coupling model of longitudinal and torsional vibration of drill pipe, the model of longitudinal force and torque of drill bit is simplified. The effects of main working parameters and external medium parameters on the amplitude and frequency of periodic vibration are discussed by means of averaging method. In addition, the effects of working parameters and medium parameters on the viscous slip motion are simulated by numerical simulation. The results show that the torsion amplitude increases with the increase of rotating speed. However, the increase of rotating speed can effectively reduce the viscous time of drill pipe and weaken the phenomenon of stick-slip vibration. The increase of friction coefficient between bit and rock will increase the relative angular displacement, and the phenomenon of stick-slip will be more obvious. The time of viscosity becomes longer.
【作者单位】： 河北工业大学机械工程学院;
【基金】：河北省高层次人才资助项目(C201400309)
【分类号】：O322
【正文快照】： 0引言钻削广泛应用于石油、天然气、煤炭的开采以及金属和墙体的钻孔等领域。由于被加工材料的材质不均或钻头牙齿的间断接触以及材料(如煤层、岩石)的间歇破粹,钻头与被加工材料的接触作用是时变的,所以必然会引起钻杆的振动。现场测试和实验均发现钻杆的扭转振动具有显著的

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