بررسی تاثیر پارامترهای موثر روی ارتعاشات رشته حفاری به روش تحلیلی و شبیه سازی عددی

در این تحقیق تاثیر پارامترهای موثر (استابیلایزر، گل حفاری، اثر نیروی کششی) روی فرکانس های طبیعی ساختار رشته حفاری به روش تحلیلی و عددی بررسی شده است. ابتدا معادلات حاکم بر رشته حفاری و ارتعاش ساختاری آن ارائه می گردد. در ادامه یک نمونه رشته حفاری با مشخصات هندسی معین در نرم افزار اجزای محدود شبیه سازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف روی ارتعاشات ساختار بررسی می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی اجزای محدود با نتایج روش تحلیلی DQM مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد در هر شکل مود خمشی، هرچه نسبت طول نیم موج خمشی به فاصله استابلایزرها عدد بزرگتری باشد، میزان تاثیر پذیزی فرکانس طبیعی نیز چشمگیرتر خواهد بود. با در نظر گرفتن اثر گل حفاری نتایج نشان می دهد که فرکانس طبیعی در مود پیچشی ثابت است اما فرکانس های خمشی و محوری با افزایش نسبت Mm/Ms کاهش می یابند. همچنین اثرات پیش تنش ناشی از نیروی محوری منجر به کاهش فرکانس های طبیعی محوری، پیچشی و خمشی می شود و گشتاور پیچشی تاثیری در فرکانس های محوری و پیچشی رشته حفاری ندارد.