Локальная неустойчивость вращения бурильной колонны

  • Беляев А.К. Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
УДК: 534.1

Аннотация

Исследуется устойчивость вращения искривленной бурильной колонны в пространственной скважине. Бурильная колонна представлена гибким упругим стержнем Коссера, выведены общие уравнения и проведен анализ случаев, допускающих аналитическое решение. Показано, что равномерное вращение возможно только для прямого стержня. Во всех остальных случаях вращение неустойчиво и для некоторых комбинаций параметров сопровождается локальным квазистатическим перескоком к новой конфигурации. Неустойчивость вызвана обменом энергии между крутильной и изгибной формами. Увеличение вращающего момента на конце бурильной колонны улучшает устойчивость вращения за счет увеличения напряжений в колонне.

Ключевые слова: бурильная колонна, криволинейный стержень Коссера, локальная неустойчивость

Информация об авторе

Александр Константинович Беляев
д-р. физ.-мат. наук, заместитель директора по научной работе Института проблем машиноведения РАН
e-mail: belyaev@director.ipme.ru

Литература

  1. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Наука, 1961. 824 c.
  2. Елисеев В.В. Механика упругих тел. С-Пб: Издательство С.-Петербургского политехнического университета, 1999.
  3. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем: Современные концепции, парадоксы и ошибки. М.: Наука, 1987. 352 c.
  4. Belyaev A.K. Dynamics of a buckled drillstring rotating in a curved oil wellbore. In: New Applications of Nonlinear and Chaotic Dynamics in Mechanics, ed. F.C. Moon, Kluwer, Dordrecht. 1999. P. 169-171.
  5. Белокобыльский С.В., Ветюков М.М., Нагаев Р.Ф. О фрикционных автоколебаниях бурильной колонны // Известия АН СССР. Машиноведение. 1982. С. 15-20.
  6. Palmov V.A., Brommundt E., Belyaev A.K. Stability analysis of drillstring rotation. International Journal Dynamics and Stability of Systems. 1995. Vol. 10. No 2. P. 99-110.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке РФФИ р2006_юг (проект 06-01-96641).

Беляев А.К. Локальная неустойчивость вращения бурильной колонны
Выпуск
Страницы
5-11
Раздел
Механика
Прислано
2008-03-15
Опубликовано
2008-03-28