顶驱钻井柔性钻柱动力学特性分析

2 0 1 1年 第 4期 第 4 O卷 第 1页 石 油 矿 oI L F I E LD 场 机 械 EQUI P MENT 2 0 1 1， 4 0 ( 4 ) ： 1 ～5 o o 文 章 编 号 ： 1 0 0 1 - 3 4 8 2 ( 2 0 1 1 ) 0 4 — 0 0 0 1 — 0 5 顶驱 钻 井 柔 性 钻 柱 动 力 学 特 性 分析 于桂 杰 ， 殷 有 财 ， 肖 文 生 ( 中 国石 油 大 学 ( 华 东 )储 运 与 建 筑 工 程 学 院 ， 山东 青 岛 2 6 6 5 5 5 ) 摘 要 ： 与 单 独 分 析 钻 杆 纵 向振 动 不 同 ， 将 钻 柱 、 吊 环 、 顶 驱 装 置 、 水 龙 头 、 起 升 系统 和 井 架 组 成 的 柔 性 多体 系统与 钻 井液 、 井壁 耦合 进行 分析 。首先推 导 了 多体 系统 在 耦 合条 件 下起 下钻 过 程 钻 柱 系统 纵振 方 程和 频 率方程 ， 把 内外钻 井液 对钻 柱 系统 的作 用 力折 算成 等 效 的 附加 质 量 ， 运 用 Ma t l a b编 程 计算 ， 得到 钻柱 前 8阶 固有 频 率的理 论 解 ， 并与采 用 An s y s 软 件 计 算得 到 的 数值 解 比较 ， 验 证 了 理 论 推 导 的 合 理 性 ； 其 次 ， 针 对 钻 柱 提 升 或 下 放 速 度 与 加 速 或 减 速 所 延 续 的 时 间 的 比值 与 动 载 的 线 性 关 系 ， 对钻 柱 系统进 行谐 响应 分 析 ， 得 出 了不 同 ／ ￡ 值 下钻 柱 系统 的动 力响 应 。为起 下钻过 程 中 合 理的起 升 、 下放 速度 和 时 间参数 设计提 供 了参考 依据 。 关键 词 ： 柔性 多体 系统 ； 起 下钻 ； 振 动分 析 ； 动 力响应 ； 共振 中 图分类 号 ： TE 9 2 1 ． 2 0 1 文献标 识 码 ： A Dy n a m i c An a l y s i s o f Fl e x i b l e Dr i l l i ng Ch a r a c t e r i s t i c s f o r To p Dr i v e YU Gu i — j i e ， YI N Yo u — c a i 。 X I AO W e n — s h e n g ( Co l l e g e o f Ar c h i t e c t u r e a n d T......