Моделирование нелинейной динамики бурильной колонны с учетом потока промывочной жидкости

Аннотация

В данной работе проводится разработка математической модели динамики бурильной
колонны под влиянием внутреннего потока промывочной жидкости, который играет
большую роль в обеспечении эффективного, экономичного и безопасного процесса
бурения нефтяных и газовых скважин. Это обуславливает необходимость проведения
глубоких исследований по изучению влияния бурового раствора на движение бурильных
колонн. Моделирование осложняется учетом геометрической нелинейности, вращением
бурильной колонны и действием внешних силовых факторов. Основу математической
модели составляют соотношения нелинейной теории упругости В.В. Новожилова. Для
вывода уравнений движения бурильной колонны применяется вариационный принцип
Остроградского-Гамильтона. Предполагается, что поток промывочной жидкости движется
с постоянной скоростью. Полученные нелинейные уравнения, описывающие поперечные
колебания бурильной колонны как сжатого стержня, обобщают известные в литературе
линейные модели поперечных колебаний бурильных колонн с учетом действия бурового
раствора. Они позволят решать широкий класс задач нелинейной динамики бурового
оборудования на качественно новом и математически обоснованном уровне.