检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于状态重构器的顶驱控制方法

中南大学学报（自然科学版） 2022年第3期53卷 991-1000页

作者：姜浩牛学斌张立军尹文波张丙辉徐文凯中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257000

为了防止钻井过程中因黏滑振动造成钻井事故,提出一种基于状态重构器的顶驱扭矩控制方法。首先,将顶驱、钻杆和钻具组合等效为集中质量弹簧阻尼系统,采用Karnopp非线性摩擦模型分析黏滑振动摩擦,建立钻柱系统井下运动方程;其次,通过增... 详细信息

为了防止钻井过程中因黏滑振动造成钻井事故,提出一种基于状态重构器的顶驱扭矩控制方法。首先,将顶驱、钻杆和钻具组合等效为集中质量弹簧阻尼系统,采用Karnopp非线性摩擦模型分析黏滑振动摩擦,建立钻柱系统井下运动方程;其次,通过增加摩擦干扰器,采用最优阻尼进行参数整定,设计基于龙伯格状态重构器的PID控制算法;再次,采用MATLAB软件搭建钻柱系统运动模型和状态重构器仿真模型,进行井下黏滑振动模拟和控制算法仿真,验证模型的准确性和算法的有效性;最后,设计并建立井下黏滑振动实验装置,在黏滑振动工况下,估算钻头钻速,验证控制算法。研究结果表明:黏滑振动控制算法可在较短时间内有效控制井下转速,抑制黏滑振动。

关键词：钻井顶驱扭矩黏滑振动状态重构器控制算法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于状态依赖时滞的钻柱动力学稳定性分析

振动与冲击 2022年第22期41卷 233-240,283页

作者：张鹤狄勤丰王文昌陈锋段浩宇上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市能源工程力学重点实验室上海200072 上海大学机电工程与自动化学院上海200072

在石油深井钻探中,钻头与岩石相互作用诱发钻柱系统的自激振动,严重时导致钻头磨损和钻柱疲劳失效,影响钻井效率。钻柱动力系统不稳定的主要原因是钻头与岩石的相互作用引起钻柱动力系统中出现了状态依赖时滞变量,该研究考虑钻井液阻尼... 详细信息

在石油深井钻探中,钻头与岩石相互作用诱发钻柱系统的自激振动,严重时导致钻头磨损和钻柱疲劳失效,影响钻井效率。钻柱动力系统不稳定的主要原因是钻头与岩石的相互作用引起钻柱动力系统中出现了状态依赖时滞变量,该研究考虑钻井液阻尼的影响,给出了控制钻头轴向和扭转运动的状态依赖时滞微分方程(state-dependent delay differential equation, SDDDE),引入钻头运动轨迹函数对状态依赖时滞变量进行描述,将状态依赖时滞微分方程转化为非线性耦合的偏微分方程(partial differential equation, PDE)和常微分方程(ordinary differential equations, ODE),并利用谱方法和伽辽金方法分析了上述耦合方程的线性稳定性,给出了钻柱动力学系统随钻井参数变化的稳定性图谱,对多自由度钻柱动力学系统的稳定性进行了分析。最后,与相关文献中的结果及数值模拟结果进行对比,验证了该研究稳定性数值分析方法的准确性,并研究了阻尼对钻柱动力学系统稳定性的影响。通过基于状态依赖时滞的钻柱动力学稳定性分析,有助于控制或避免钻柱的自激振动,进而延长钻头使用寿命,提高机械钻速。

关键词：钻头-岩石相互作用状态依赖时滞稳定性分析黏滑振动钻柱

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Power-V诱导的钻柱黏滑振动特征分析

上海大学学报（自然科学版） 2024年第2期30卷 299-307页

作者：王文昌段浩宇李宁王孝亮狄勤丰上海大学力学与工程科学学院上海200072 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000

黏滑是石油钻井过程中影响钻井效率和井下钻柱安全的一种振动形式.垂直钻井系统Power-V在提供有效控斜力的同时,还会诱导钻柱黏滑振动.通过研究垂直钻井系统Power-V与井壁的接触作用及钻头与地层的相互作用模型,基于钻柱动力学有限元方... 详细信息

黏滑是石油钻井过程中影响钻井效率和井下钻柱安全的一种振动形式.垂直钻井系统Power-V在提供有效控斜力的同时,还会诱导钻柱黏滑振动.通过研究垂直钻井系统Power-V与井壁的接触作用及钻头与地层的相互作用模型,基于钻柱动力学有限元方法,深入分析Power-V的作用机理,研究其对扭转振动的影响,指出Power-V和井壁间的相互作用会导致钻柱与井壁的摩阻显著增加,进而引起摩阻扭矩的增大,诱导井下黏滑振动.实测振动数据证实,Power-V与井壁间的相互作用是引起钻柱黏滑振动的关键因素.这对于揭示黏滑振动的成因和更好地发挥Power-V的作用具有重要意义.

关键词：黏滑振动钻柱动力学振动信号测量 Power-V

考虑摩擦块形状及轮轨蠕滑的列车制动黏滑振动行为分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

摩擦学学报 2024年

作者：王志伟莫继良王开云朱松金文伟西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所中国中车戚墅堰机车车辆工艺研究所西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室

制动盘与摩擦块之间相互摩擦引起的黏滑振动直接影响高速列车制动系统的稳定性并威胁车辆安全运行。为探明摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响，本文针对高速列车制动系统常用的五边形和六边形摩擦块，在相对低速条件下开展了... 详细信息

制动盘与摩擦块之间相互摩擦引起的黏滑振动直接影响高速列车制动系统的稳定性并威胁车辆安全运行。为探明摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响，本文针对高速列车制动系统常用的五边形和六边形摩擦块，在相对低速条件下开展了盘-块黏滑振动试验，辨识了盘-块界面的Stribeck摩擦参数，揭示了摩擦块形状、摩擦系数和盘-块界面黏滑振动之间的关系。进一步，建立了考虑盘-块摩擦、轮-轨黏着及轮-盘扭转的高速列车制动系统动力学模型，并将辨识的Stribeck摩擦参数集成到该动力学模型中，构建了盘-块界面摩擦特征与制动系统动态响应之间的关联。基于此，研究了摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响。结果表明，摩擦块形状通过改变盘-块界面摩擦特征，影响制动系统的黏滑振动响应及稳定性。此外，相比五边形摩擦块，采用六边形摩擦块制动系统的黏滑振动强度更低。

关键词：制动系统黏滑振动摩擦块形状参数辨识高速列车

制动闸片摩擦块孔结构对盘-块界面黏滑振动的影响

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2024年第11期43卷 94-101页

作者：王权王志伟莫继良范志勇周仲荣西南交通大学机械工程学院成都610031 轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

制动闸片摩擦块多采用孔结构以改善界面摩擦磨损行为及热分布特征。为进一步研究制动闸片摩擦块孔结构与盘-块界面黏滑振动特性的关系,通过开展摩擦学试验,分析了有孔和无孔摩擦块对界面黏滑振动的影响,并辨识了相应的Stribeck模型参数... 详细信息

制动闸片摩擦块多采用孔结构以改善界面摩擦磨损行为及热分布特征。为进一步研究制动闸片摩擦块孔结构与盘-块界面黏滑振动特性的关系,通过开展摩擦学试验,分析了有孔和无孔摩擦块对界面黏滑振动的影响,并辨识了相应的Stribeck模型参数以描述盘-块界面间的摩擦因数特征。然后,建立了盘-块摩擦系统数值模型,基于辨识的Stribeck模型参数并结合理论分析,探讨了黏滑振动的关键影响因素,揭示了摩擦块孔结构对界面黏滑振动的作用机理。结果表明,摩擦因数-相对速度负斜率特征造成的负阻尼效应向系统输入能量,导致了系统的不稳定及黏滑振动。动、静摩擦因数的差值越大,负阻尼效应越强,系统黏滑振动强度及不稳定程度更高。相比无孔摩擦块,有孔摩擦块可通过孔结构调整界面摩擦特征,使动、静摩擦因数的差值减小,从而有效抑制界面黏滑振动强度,提高系统的稳定性。

关键词：摩擦块孔结构黏滑振动 Stribeck模型参数辨识稳定性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于持续同调机器学习的尾轴承黏滑振动研究

振动．测试与诊断 2021年第4期41卷 756-761,834页

作者：张圣东龙志林金勇刘正林闫志敏杨秀英湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105 武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430063 九江学院图书馆九江332005

为了研究尾轴承黏滑振动,首先,采用机器视觉技术采集水润滑橡胶尾轴承黏滑振动图像;其次,运用持续同调机器学习及单纯复形同调群分析图像,计算振动图像单纯复形的同调获得相应的条码图;然后,基于条码图获取振动图像的拓扑特征;最后,用... 详细信息

为了研究尾轴承黏滑振动,首先,采用机器视觉技术采集水润滑橡胶尾轴承黏滑振动图像;其次,运用持续同调机器学习及单纯复形同调群分析图像,计算振动图像单纯复形的同调获得相应的条码图;然后,基于条码图获取振动图像的拓扑特征;最后,用改进型支持向量机机器学习法对拓扑特征进行研究,完成水润滑橡胶尾轴承黏滑振动鸣音的分类与识别。研究表明,最长贝蒂条码的长度与振动密切相关,可以有效预警鸣音,并建立了鸣音过程的智能化描述,为研究尾轴承黏滑振动提供一种新的思路。

关键词：水润滑橡胶尾轴承黏滑振动机器视觉持续同调机器学习

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

阻尼参数对摩擦系统稳定性及黏滑运动的影响

振动．测试与诊断 2021年第5期41卷 1021-1027,1040页

作者：钱泓桦王东伟莫继良西南交通大学摩擦学研究所成都610031

基于普遍的销-盘摩擦系统,建立了一个同时考虑摩擦界面的法向与切向振动的非线性四自由度数学模型,基于复特征值分析法和时域分析法研究了系统法向和切向阻尼值对系统稳定性的影响。对系统的雅各比矩阵的复特征值分析表明:法向和切向阻... 详细信息

基于普遍的销-盘摩擦系统,建立了一个同时考虑摩擦界面的法向与切向振动的非线性四自由度数学模型,基于复特征值分析法和时域分析法研究了系统法向和切向阻尼值对系统稳定性的影响。对系统的雅各比矩阵的复特征值分析表明:法向和切向阻尼值会对系统临界摩擦因数产生重要影响,系统存在一个最优阻尼比使系统的稳定性达到最强。在选取合理阻尼比值的基础上,若同时增大法向和切向的阻尼值有利于进一步提高系统的稳定性,减少摩擦系统不稳定振动的倾向。通过数值模拟计算,在进一步考虑黏滑现象的基础上,对系统动力学行为进行时域分析。结果表明:系统的振动行为会经历振幅增大的滑动阶段、振幅增大的黏滑运动阶段和纯黏滑阶段;同时在低速状态下,系统阻尼值会对振动极限环及黏着时长产生重要影响。

关键词：摩擦振动阻尼稳定性分析黏滑振动

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

扭力冲击器对钻柱黏滑振动的影响分析

断块油气田 2022年第4期29卷 545-551页

作者：毛良杰马茂原刘立鹏张伟陈春宇西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安710018 中国石油长庆油田分公司第三采油厂甘肃银川750006 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710018

扭力冲击器可抑制钻柱黏滑振动并提高机械钻速,被广泛应用于深井、超深井钻井中。其工作参数作为影响扭力冲击器应用效果的直接因素,相关研究还很不充分。为了评价扭力冲击器对钻柱黏滑振动的抑制效果,文中建立了考虑扭力冲击器高频扭... 详细信息

扭力冲击器可抑制钻柱黏滑振动并提高机械钻速,被广泛应用于深井、超深井钻井中。其工作参数作为影响扭力冲击器应用效果的直接因素,相关研究还很不充分。为了评价扭力冲击器对钻柱黏滑振动的抑制效果,文中建立了考虑扭力冲击器高频扭矩的钻柱扭转振动模型,编制了相关计算程序,并采用四阶-五阶Runge-Kutta算法进行求解,讨论了扭力冲击器主要工作参数对钻柱黏滑振动的影响。研究结果表明:扭力冲击器可以有效缩短黏滑周期,以抑制钻柱黏滑振动和增加其机械钻速;当扭转冲击载荷较低时,增大扭转冲击载荷可以缩短黏滑周期甚至消除钻柱黏滑振动,但是当黏滑现象消失后,继续增大扭转冲击载荷对钻柱扭转振动的影响较小;增大冲击频率可以减弱钻柱黏滑振动,并提高钻柱转动时的稳定性。研究结果可为扭力冲击器工作参数的选择提供参考。

关键词：黏滑振动扭力冲击器扭转冲击载荷冲击频率

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复杂变时滞作用下的钻头纵扭耦合非线性振动

动力学与控制学报 2023年第8期21卷 55-67页

作者：侯祥雨刘显波龙新华蔡国平孟光上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

油气探采中的钻柱是一个纵扭耦合的超大柔性转子系统,该系统在钻头-岩层切削界面的时滞、非光滑效应作用下极易产生破坏性的黏滑振动失稳并造成钻柱失效.研究围绕钻柱纵-扭耦合动力学及时滞稳定性问题展开,考虑钻柱内部结构阻尼、外部... 详细信息

油气探采中的钻柱是一个纵扭耦合的超大柔性转子系统,该系统在钻头-岩层切削界面的时滞、非光滑效应作用下极易产生破坏性的黏滑振动失稳并造成钻柱失效.研究围绕钻柱纵-扭耦合动力学及时滞稳定性问题展开,考虑钻柱内部结构阻尼、外部阻尼、重力、钻井液浮力以及更一般的顶部边界,建立了钻柱4自由度缩减模型.同时,基于井底钻头存在跳钻与扭振的实际工况,在钻头-岩层界面引入了多重再生切削效应,建立了复杂变时滞作用下的钻柱纵扭耦合非线性动力学模型.随后,基于半离散法,得到了该系统的线性派生时滞系统的稳定性判据,并在转速-钻压参数平面得到了稳定钻进的参数包络线.通过参数研究,分析了顶部边界条件、岩层强度等因素对钻柱参数空间稳定性包络线的影响.同时,通过对系统的时域非线性仿真,验证了稳定性分析的正确性并重现了井底钻头的黏滑运动、跳钻、钻头反转等多种强非线性运动.最后,对时滞引起的钻柱自激振动,通过优化的顶部柔顺边界实现了振动抑制,为钻柱纵扭耦合振动的抑制提供一种简单有效的思路.

关键词：钻柱动力学时滞系统多重再生效应黏滑振动非光滑