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摘要:
在深水无隔水管钻井系统中,海水段钻柱系统受到外部海洋载荷、顶部转盘扭矩以及底部钻头-地层作用力的影响,极易发生纵-横-扭三个方向的振动,导致钻柱发生强度降低、磨损及疲劳失效.为了对深水无隔水管钻井钻柱三维振动响应进行研究,基于能量法、Hamilton变分、微元法和达朗贝尔原理,在考虑海流、钻井液流速和钻柱-井壁接触碰撞等因素的基础上,建立了无隔水管钻井钻柱的三维振动方程,并验证了其有效性,分析了雷诺数、速度比、波动钻压及钻柱转速等对钻柱振动的影响.研究结果表明:地层段钻柱的振动响应远没有海水段的大,并且横流向振动幅值也要小于顺流向振动幅值,但其振动频率却大于顺流向振动频率;适当增大速度比会减小海流对钻柱的激励作用,钻井液流速较高时会对钻柱振动产生较大影响;波动钻压幅值影响钻柱纵向振动的位移响应,但不影响纵向振动频率,现场钻柱可采用较小的波动钻压,以减小钻柱的纵向振动和扭转剪切应力,但应避开120和60 r/min的转速.所得结论可为无隔水管钻井钻柱的减振措施制定提供参考.
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文献信息
篇名 深水无隔水管钻井钻柱三维振动响应特性研究
来源期刊 石油机械 学科 工学
关键词 无隔水管钻井 钻柱系统 振动响应 能量法 Hamilton变分 弯曲应力
年,卷(期) 2022,(5) 所属期刊栏目 海洋石油装备|OFFSHORE PETROLEUM EQUIPMENT
研究方向 页码范围 49-59
页数 11页 分类号 TE921
字数 语种 中文
DOI 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.05.007
五维指标
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研究主题发展历程
节点文献
无隔水管钻井
钻柱系统
振动响应
能量法
Hamilton变分
弯曲应力
研究起点
研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
石油机械
月刊
1001-4578
42-1246/TE
大16开
湖北省荆州市沙市区豉湖路12号
38-80
1973
chi
出版文献量(篇)
6759
总下载数(次)
15
总被引数(次)
49028
相关基金
国家自然科学基金
英文译名:the National Natural Science Foundation of China
官方网址:http://www.nsfc.gov.cn/
项目类型:青年科学基金项目(面上项目)
学科类型:数理科学
论文1v1指导