تحلیل ارتعاشات غیر خطی کوپل شده محوری-پیچشی رشته حفاری

در این مقاله یک مدل غیر خطی هندسی جدید به جهت بررسی ارتعاشات غیر خطی کوپل شده محوری- پیچشی یک رشته حفاری ارائه شده است. رشته حفاری که به عنوان یک تیر اویلر- برنولیعمودی همراه چرخش محوری با ضریب رعنایی بالا توصیف میشود،تحت نیروهای مختلفی از جمله نیروی گسترده ناشی از وزن خود، نیروی عکس العمل سطح و گشتاور اصطکاکی مقاوم از طرف سازند قرار دارد. از آنجایی که هندسه مدل تاثیر زیادی بر سختشدگی هندسی 1 تیر دارد، هدف این پژوهش یافتن اثر کوپلشدگی غیرخطی محوری- پیچشی بر میزان سختشدگی هندسی رشته تحت شرایطکاری مختلف است. در اینجا، سختشدگی هندسی رشته حفاری با استفاده از یک مدل غیر خطی نسبتا دقیق به دست آمده است که در آن دورانهای بزرگ هر مقطع رشته و همچنین روابط غیر خطیکرنش- جابجایی و اثرات میرایی ناشی از حرکت رشته در سیالحفاری در نظر گرفته شده اند. برای حل نهایی دستگاه معادلات نیز برای اولین بار از روش مود شکلهای مفروض 2 استفاده شده است.برای درک بهتر اثرات غیر خطی، نتایج حاصل از این مدل با نتایج حاصل از یک مدل خطی متناظر مقایسه شده است. تحلیلها نشان میدهد که بعد از وقوع اولین دوره چسبش- لغزش 3، تفاوت زیادیبین نتایج حاصل از دو مدل به وجود میآید که این اختلاف با افزایش ضرایب اصطکاک مته- سازند و یا نیروی وزن بر روی مته افزایش مییابد.

کلیدواژه ها:

رشته حفاری ، ارتعاشات غیر خطی ، کوپل شدگی محوری- پیچشی ، روش مود شکلهای مفروض ، چسبش- لغزش