下部钻柱有限元动力学仿真研究

doi:10.3863/j.issn.1000-2634.2008.06.020

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2008, Vol. 30 ›› Issue (6): 85-88.DOI: 10.3863/j.issn.1000-2634.2008.06.020

下部钻柱有限元动力学仿真研究

林元华¹ 付建红¹ 卢亚锋¹ 戴荣东² 阎振来²

1.西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室，四川成都 610500； 2.胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营 257017

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2008-12-20 发布日期:2008-12-20

FINITE ELEMENT DYNAMICS emulation OF BHA

LIN Yuan-hua¹ FU Jian-hong¹ LU Ya-feng¹ DAI Rong-dong² YAN Zhen-lai²

1.Key Laboratory for Mechanical and Environmental Behavior of Tubular Goods，Southwest Petroleum University，Chengdu Sichuan 610500，China；2.Drilling Technology Research Institute，Shengli Petroleum Bureau，Dongying Shandong 257017，China

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2008-12-20 Published:2008-12-20

摘要/Abstract

摘要： 针对下部钻柱在钻井过程中的振动状态，分析了振动机理，并建立下部钻柱组合节点单元三维动力学模型，运用强迫频率理论和高斯列主消元法对动力学方程组进行求解，得到不同转速下的最大径向变形及弯曲应力，绘出相应的幅频响应曲线，确定相应的临界转速。研究表明，钻柱转速对钻柱振动影响较大，通常钻柱工作转速要避开钻具组合谐振频率，可减缓钻柱振动，保护钻柱。

关键词: 下部钻柱, 有限元, 动力学, 仿真

Abstract:

The mechanism of BHA vibration in the process of drilling is analyzed，then a threedimensional finite element mechanical model of BHA is established，by using

Forced Frequency Theory and Gauss algorithm for solution of dynamics equations，maximum radial deformation and bending stress at different rotation speed are obtained，and

the corresponding frequency response curves drawn to determine the critical speed.Research showed that drillstring rotational speed greatly impact drilling string

virbration，Drillstring usually working rotational speed should avoid the BHA speed resonant frequency that can slow down the drillstring vibration for protect drillsting.

Key words: BHA, finite element, dynamics, emulation

中图分类号:

TE921.2

林元华付建红卢亚锋戴荣东阎振来 . 下部钻柱有限元动力学仿真研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2008, 30(6): 85-88.

LIN Yuan-hua FU Jian-hong LU Ya-feng DAI Rong-dong YAN Zhen-lai . FINITE ELEMENT DYNAMICS emulation OF BHA[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2008, 30(6): 85-88.

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