石油钻机钻井中钻杆粘滑振动的建模和控制方法

石油钻机钻井作业过程中,由于强烈扭矩振动和井下摩阻所引起的钻杆粘滑振动现象不仅对作业效率有影响,还会带来钻杆钻头损伤问题,由此提出一种钻杆粘滑振动的建模及控制方法。将钻杆划分为较小扭矩部分,对整个系统进行动态建模,通过扭矩模型和粘滑振动模型关联分析,为了减少控制过程的粘滑振动,提出转速控制、钻头重量控制和钻杆底部阻尼控制三部分,当钻杆长度划分为受力部分时,利用数学模型使得每种控制策略均对部分分析适用,而钻头重量控制与钻杆底部阻尼控制则采用两种控制方案。实验表明,该方法对底层钻井参数的控制要比表面参数控制更有效,可提高钻井作业效率、降低作业成本。