×

钻柱中的扭转粘滑振动和多重稳定性。 (英语) Zbl 1481.74366号

摘要:本文研究了钻柱系统的广义集总参数模型,为井下钻井中的扭转粘滑振动提供了基本的理解。我们的研究重点是分析三种共存状态的原因:钻头卡住、粘滑振动和持续旋转。基于集总参数模型,确定了多稳态的临界区域,并讨论了在这些多稳态之间切换的条件。特别注意所考虑的钻柱模型的分岔结构,该模型是通过非光滑动力系统的路径允许方法获得的。将分叉情况与考虑更长钻柱的情况进行比较,这相当于钻得更深。研究发现,在钻柱长度变化的情况下,分岔图的主要特征仍然存在,但在多稳窗口等方面存在一定的数值差异。

MSC公司:

74小时60 固体力学动力问题解的动力分叉

软件:

COCO公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Navarro-López,E.M.,《多自由度控制钻柱中的咬边现象》,探索。《石油天然气产品修订版》,8,70-75(2010)
[2] Detournay,E。;Defourny,P.,《牙轮钻头钻进行为的现象学模型》,《国际岩石力学杂志》。最小科学。,29,1,13-23(1992年)
[3] Navarro-López,E.M.,《多自由度受控钻柱中比特拾取现象的另一种表征》,非线性分析。真实世界应用。,2009年5月10日,3162-3174·Zbl 1173.37070号
[4] 帕蒂尔,P。;Teodoriu,C.,《使用实验室装置进行扭转振动建模和控制以及实验的对比审查》,J.Pet。科学。工程,112227-238(2013)
[5] Kovalyshen,Y.,《深井钻井应用钻头涡动的简单模型》,J.Sound Vib。,332, 6321-6334 (2013)
[6] Leonov,G.A。;库兹涅佐夫,N.V。;Kiseleva,医学硕士。;索洛维耶娃,E.P。;Zaretskiy,A.M.,绕线转子感应电机驱动钻井系统数学模型中的隐藏振荡,非线性动力学。,77, 1-2, 277-288 (2014)
[7] Kapitaniak,M。;瓦齐里·哈马内赫,V。;Páez Chávez,J。;南达库马尔,K。;Wiercigrach,M.,《揭示钻柱振动的复杂性:实验和建模》,《机械国际期刊》。科学。,101-102324-337(2015年)
[8] Vromen,T。;van de Wouw,N。;A.多丽丝。;Astrid,P。;Nijmeijer,H.,钻井系统扭转振动的非线性输出反馈控制,《国际鲁棒非线性控制》,27,3659-3684(2017)·Zbl 1386.93139号
[9] 刘,Y。;Páez Chávez,J。;德萨,R。;Walker,S.,钻柱粘滑振动的数值和实验研究,非线性动力学。,90, 2959-2978 (2017)
[10] Kapitaniak,M。;瓦齐里·哈马内赫,V。;Páez Chávez,J。;Wiercigrach,M.,《钻柱前后旋转的数值研究》,J.Compute。农林。动态。,12, 061009 (2017)
[11] Kapitaniak,M。;瓦齐里·哈马内赫,V。;Páez Chávez,J。;Wiercigrach,M.,《钻柱前后涡动的实验研究》,机械。系统。信号处理。,100454-465(2018)
[12] 刘,X。;弗拉吉克,N。;长X。;孟,G。;Balachandran,B.,《带钻头柔性转子的非线性运动:粘滑和延迟效应》,非线性动力学。,72, 61-77 (2013)
[13] 刘,X。;弗拉吉克,N。;长X。;孟,G。;Balachandran,B.,状态相关延迟影响钻柱振动和稳定性分析,J.Vibr。灰尘。,136, 5, 051008 (2014)
[14] 刘,X。;弗拉吉克,N。;长X。;孟,G。;Balachandran,B.,具有状态相关延迟的旋转钻井中的耦合轴向扭转动力学:稳定性和控制,非线性动力学。,78, 3, 1891-1906 (2014)
[15] Y.Yan,M.Wiercigrach,《非均匀分布叶片旋转钻井动力学》,国际机械杂志。科学。。出版时,doi:10.1016/j.ijmecsci.2019.05.016;Y.Yan,M.Wiercigrach,《非均匀分布叶片旋转钻井动力学》,国际机械杂志。科学。。出版时,doi:10.1016/j.ijmecsci.2019.05.016
[16] Brett,J.,《钻头诱发扭转钻柱振动的成因》,SPE钻井工程,7168-174(1992)
[17] Jansen,J.D。;van den Steen,L.,油井钻柱自激扭转振动的主动阻尼,J.Sound Vib。,179, 4, 647-668 (1995)
[18] Naganawa,S.,《牙轮钻头力和运动振动的实验分析》,J.Jpn。宠物协会。技术。,62, 203-214 (1997)
[19] Mihajlović,N。;van Veggel,A。;van de Wouw,N。;Nijmeijer,H.,实验钻柱系统中摩擦诱导极限循环分析,J.Dyn。系统。米苏尔。控制,126709-720(2004)
[20] 莱恩,R.I。;van Campen,D.H。;Keultjes,W.J.G.,钻柱动力学中的粘滑涡动相互作用,J.Vibr。灰尘。,124, 2, 209-220 (2002)
[21] Melakhessou,H。;A.柏辽兹。;Ferraris,G.,《非线性钻柱相互作用模型》,J.Vib。灰尘。,125, 1, 46-52 (2003)
[22] Liao,C.M。;巴拉昌德兰,B。;Karkoub先生。;Abdel-Magid,Y.L.,《钻柱动力学:降阶模型和实验研究》,J.Vib。灰尘。,133, 4, 041008 (2011)
[23] 杜纳耶夫斯基,V。;Abbassian,F.,《稳定性方法在钻头动力学中的应用》,SPE Drill.Complet。,13 (1998)
[24] Kamel,J。;Yigit,A.,《配备阻力钻头的油井钻柱中粘滑和钻头反弹的建模与分析》,J.Sound Vib。,3336885-6899(2014)
[25] Tang,L。;朱,X。;Shi,C。;Tang,J。;Xu,D.,转盘速度对钻井系统粘滑振动影响的研究,石油,1382-387(2015)
[26] 洪,L。;Girsang,I。;Dhupia,J.,《使用卡尔曼估计器识别和控制油井钻柱中的粘滑振动》,J.Pet。科学。工程,140,119-127(2016)
[27] 刘毅,利用滑模控制抑制欠驱动多体钻柱中参数不确定性的粘滑振动,IET控制理论应用。,9, 91-102 (2015)
[28] 贝塞林克,B。;弗里曼,T。;Kremers,N。;van de Wouw,N.,钻井系统中粘滑振动的分析和控制,IEEE Trans。控制系统。《科技》,24,1582-1593(2016)
[29] Dankowicz,H。;Schilder,F.,《延续配方》,计算科学与工程(2013),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1277.65037号
[30] 纳瓦罗·洛佩斯,E.M。;Licéaga-Castro,E.,具有粘滑振荡的多自由度机械系统的非期望跃迁和滑模控制,混沌孤子。分形。,41, 4, 2035-2044 (2009) ·Zbl 1198.34120号
[31] 纳瓦罗·洛佩斯,E.M。;Cortés,D.,《通过动力学分析避免钻柱中的有害振动》,J.Sound Vib。,307, 152-171 (2007)
[32] (1982),休斯工具公司:休斯工具美国公司
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。