全井钻柱系统耦合振动多体动力学模型的建立与算例分析
A multibody dynamical model and example analysis of full hole drillstring for fully coupled vibrations作者机构：中海油研究总院 中海石油(中国)有限公司工程技术部 清华大学航天航空学院
出 版 物：《中国海上油气》 (China Offshore Oil and Gas)
年 卷 期：2014年第26卷第4期
页 面：71-76页
学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学]
基 金：国家高技术研究发展计划(863计划)项目"旋转导向钻井系统BHA设计分析与导向性能预测(编号:2013AA092401-04)" "十二五"国家科技重大专项"多枝导流适度出砂技术(编号:2011ZX05024-003)" 海洋石油高效开发国家重点实验室课题"基于多体动力学方法的井眼轨迹控制技术研究(编号:2013-YXZHKY-020-03)"部分研究成果
主 题：全井钻柱系统 耦合振动 多体动力学模型 绝对节点坐标法 向后差分法
摘 要：基于绝对节点坐标法建立全井钻柱系统的多体动力学模型,研究系统的耦合振动现象;将大长细比柔性钻柱离散为绝对节点坐标梁单元,讨论梁单元格式,并研究井口、钻头处边界及钻柱与井壁的接触/摩擦模型,给出包含绝对节点坐标梁单元的钻柱系统运动方程;采用向后差分法求解微分-代数方程组,开发多体动力学求解器及相应的前、后处理器。通过直井、定向井算例分析了全井钻柱系统的轴向、扭转、横向耦合振动特性,结果表明本文提出的力学建模和数值分析方法可实时捕捉到钻柱系统的耦合振动现象,能够在钻柱系统动力学研究和工程应用中发挥作用。
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