弯管内可控万向铰接柔性管动力学特性研究

来源：振动与冲击杂志2024年第5期北京时间：

作者：林志强，罗敏，王晶，徐亭亭，李巧珍

单位：1.东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江 大庆163318；2.东北石油大学数学与统计学院，黑龙江 大庆163318

摘要：本文针对弯管内可控万向铰接柔性管随机动态接触问题，以弯管和可控铰接柔性管为研究对象，采用哈密顿原理结合多体系统动力学理论，引入刚体运动坐标系描述可控铰的运动约束，以管-管接触模型描述可控万向铰接管和弯管的动态接触，建立了弯管内可控万向铰接柔性管多体系统接触非线性动力学的数值计算方法。以超短半径水平井造斜段柔性钻具为例，根据贝克休斯公司的钻具动力学特性标准，对柔性钻杆的振动特性进行了评价，研究了不同转速和不同钻压对柔性钻杆动力学特性的影响。研究结果表明：横向振动是导致柔性钻具可能失效的主要因素；柔性钻杆的横向振动剧烈程度随着转速的增加而减小，随着钻压的增加而增大。

关键词：柔性管；哈密顿原理；多体系统动力学；可控万向铰；动态接触