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1、2009年增刊探矿工程(岩土钻掘工程)87钻杆转动过程的ADAMS动力学仿真11,211王定贤,曹钧,刘俊鹏,邓利蓉(1西北核技术研究所,陕西西安710024;2西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049)摘要:钻杆转动时要受到多种载荷的作用,其动力学行为比较复杂。应用ANSYS软件和ADAMS软件对钻杆在井孔中的转动状态进行了动力学仿真。结果表明:钻杆在稳定转动过程中,只与井壁的特定位置发生接触;提高转速,钻杆与井壁的接触频率增加,但接触力却未增加;在一定范围内改变钻压,只会影响钻杆的初始转动行为,不会改变转动的基本特征。本方法在研究定向井、大位移井
2、等方面也有参考价值。关键词:钻杆;ANSYS;ADAMS;动态特性;仿真中图分类号:TE9212文献标识码:A文章编号:1672-7428(2009)S1-0087-04ADAMSDynamicSimulationofDrillSteminRotatingCourse11,211WANGDing-xian,CAOJun,LIUJun-peng,DENGLi-rong(1NorthwestInstituteofNuclearTechnology,XianShaanxi710024,China;2SchoolofMechanicalEngineering,Xi
3、anJiaotongUniversity,XianShaanxi710049,China)Abstract:Whiledifferertloadsactonrotatingdrillstem,therearecomplicateddynamicsactionsinthesystemADAMS&ANSYSsoftwaresareusedsimulatingthedynamicalcharactristicofdrillsteminwellTheresultsshow:(1)Thespecificlocationofthedrillstemcontactwit
4、hwallofthewel;l(2)Thecontactfrequenceincreaceswhilerotationvelocityincrea-ses,butcontactforcedoesnotincrease;(3)Insomecertainrangeofdrillingpressure,therotationbasicfeaturesofthedrillstemdonotchanged,butitsinitialstatusaredifferentThismethodcanbealsoapplieddirectionalwellsandlarge
5、displacementwellsresearchKeywords:drillstem;ADAMS;ANSYS;dynamicalcharactristic;simulation0引言的探索,从一维到三维,从静态到动态,从线性到钻杆作为钻井系统的重要装置,在石油勘探、非线性,从解析法到数值分析法。目前,比较成熟矿产开发,地下水开采等领域的使用十分广泛。在的方法是有限元法、纵横弯曲连续梁法、加权残值[3,4]钻井过程中,如果钻杆出现失效(磨损、断裂),法、有限差分法、能量法等。但这些方法都不则会造成严重的后果,甚至使井报废。我国各油田能直观地再现钻杆在井下的
6、运动轨迹,不能精确地每年发生钻杆事故约五六百起,经济损失巨大,每计算钻杆与井壁的接触位置和接触力。MSCAD-年进口各种规格的钻杆就要耗用数亿元人民币的外AMS即机械动力学仿真分析软件的出现和应用为[1]汇。由于钻杆在实钻过程中要受到钻压、自身上述问题的解决提供了很好的计算方法。该软件以重力、扭矩、振动等作用,使其动力学行为变得十计算多体动力学为基础,包含多个专业模块和专业[2]分复杂。可见,研究钻杆的动力学特性,对于领域的虚拟样机开发系统软件,利用这些模块可以提高钻井效率、降低钻井成本、避免钻井事故、保建立复杂机械系统的动力学和运动学模型,然后应证钻杆的
7、安全可靠运行具有重要意义。用计算机辅助分析技术进行机械系统运动学和动力多年来,工程技术人员在这方面做了许多有益学分析,以确定系统及其各构件在任意时刻的位收稿日期:2009-08-30作者简介:王定贤(1973-),男(汉族),甘肃景泰人,西北核技术研究所工程师,硕士,从事机械动力学仿真方面的研究;曹钧(1969-),男(汉族),山西大同人,西北核技术研究所高级工程师,西安交通大学在读博士研究生,从事钻探机械方面的设计研究工作。88探矿工程(岩土钻掘工程)2009年增刊移、速度、加速度,并通过求解代数方程组确定id45实体单元,因为该单元具有塑性、蠕变、膨[
8、8]引起系统和构件的作用力及反作用力。ADAMS胀、应力强化,大变
