深海天然气水合物钻探取心钻柱振动模态分析

摘要：

作为深海天然气水合物钻探取心系统必不可少的关键部件,钻柱在深海复杂环境钻探取心过程中承受着非常复杂的外力,不可避免地会产生横向振动、纵向振动、扭转振动及其耦合振动.钻柱的共振会引起钻柱本身甚至整个钻探取心系统的严重失效,进而导致无法成功获取深海天然气水合物岩心.为此,根据国内外相关振动理论的研究成果,结合深海天然气水合物钻探取心的特点,利用ANSYS有限元方法对钻柱转动过程中的横向振动、纵向振动及扭转振动进行了模态分析,确定出钻柱的固有频率和临界转速,为避免钻柱的共振提供了理论依据,同时还得出以下结论:①当外力的激振频率和钻柱的固有频率相同时,钻柱内的交变应力和振幅相当大,此时会引起钻柱的共振,整个钻柱的振动加强;②横向振动引起共振的可能性比较小,纵向振动和扭转振动引起共振的可能性较大.

关键词：深海、天然气水合物、钻探取心、钻柱振动、模态分析、固有频率、临界转速、共振

所属期刊栏目：31

分类号：TE8;TE6

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划课题"天然气水合物钻探取心关键技术"2006AA09A207

在线出版日期：2014-04-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：73-76