基于重整化方法的冲击载荷下岩石振动分析

摘要：

旋转冲击钻井是当前钻进深井硬地层应用较多且效果显著的一种高效破岩技术。基于振动学理论，在考虑岩石重力的情况下，建立钻头冲击载荷下岩石振动响应的数学模型，采用重整化方法对其求解，利用 MATLAB 软件分析各参数对钻头高频冲击下岩石振动的影响，并进行了室内实验对理论分析结果进行了验证。结果显示：冲击载荷下岩石的运动为两个简谐振动的互扰振动；岩石的密度越小，刚度越小，冲击力越大，岩石的振动幅度越大，振动速度也越快；岩石存在一个固有频率，冲击载荷冲击频率越接近这个固有频率，岩石的振动越剧烈。当钻头高频振动频率和岩石固有频率相等时，岩石振动幅度和振动速度最大，即达到了共振。冲击载荷下岩石响应的分析对于揭示动载作用下岩石的破碎机理，指导冲击工具的设计具有重要意义。

关键词：旋转冲击钻井、岩石振动、幅频特性、共振

所属期刊栏目：35

分类号：TE242(钻井工程)

资助基金：中国博士后科学基金第6次特别资助“微进尺谐振冲击器设计及其破岩实验研究”2013T60343；东北石油大学研究生创新科研项目“轴向冲击破岩技术研究”YJSCX2016－015NEPU

在线出版日期：2016-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：49-54