Контактна взаємодія розрізаної оболонки та пружного тіла в бурових засобах віброзахисту

Автор(и)

  • А. С. Величкович ІФНТУНГ, 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15
  • Т. М. Даляк Івано-Франківський сектор Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, 76002, м. Івано-Франківськ, вул. Микитинецька, 3

Ключові слова:

пружний елемент, оболонковий демпфер, буровий амортизатор, демпфування, віброзахист.

Анотація

Розвинуто методику розрахунків оболонкових пружних елементів для бурових засобів віброзахисту. Викладено результати дослідження поведінки розрізаної циліндричної оболонки в умовах контактної взаємодії з пружним тілом. Для проведення таких досліджень побудовано верифіковану числову модель оболонкового демпфера з розрізом та використано ітераційні алгоритми розв’язування контактних задач з урахуванням
тертя на поверхнях контакту. Представлено конструкцію бурового амортизатора з пружним  елементом у вигляді декількох оболонкових пружин з розрізом, які працюють паралельно. Проаналізовано загальну картину напружено-деформованого стану оболонкового пружного елемента бурового амортизатора. З використанням енергетичних критеріїв виконано оцінку міцності конструкції. Для низки історій циклічного навантаження пружного елемента побудовано та проаналізовано петлі гістерезису. Отримані результати дозволяють розширити діапазон застосовності теоретичних розрахунків оболонкових віброізоляторів з розрізом і більш точно врахувати вплив пружних характеристик матеріалів оболонки та заповнювача,
а також їх геометричних параметрів та трибологічних властивостей на експлуатаційні характеристики бурових засобів віброзахисту. Це дає можливість, як наслідок, ефективніше використовувати бурові засоби віброзахисту, удосконалювати конструкції оболонкових віброізоляторів за критеріями максимальної податливості та необхідного рівня демпфування, створювати передумови розроблення нових технічних та проектних рішень щодо систем віброзахисту.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

К. Юнин, В. К. Хегай. – М.: Недра, 2004. –
286 с.
2 Огородніков П. І. Захист бурильної колони
від вібраційних навантажень / П. І. Огородніков,
В. М. Світлицький, Ю. З. Щербатюк.
– К.: Інтерпрес ЛТД, 2012. – 279 с.
3 Гуляев В. И. Колебания кружения конструкции
низа бурильной колонны /
В. И. Гуляев, С. Н. Худолий, Е. И. Борщ // Проблемы
прочности. – 2010. – № 6. – С. 13–25.
4 Christoforou A. P. Fully coupled vibrations
of actively controlled drillstrings /
A. P. Christoforou, A. S. Yigit // Journal of Sound
and Vibration. – 2003. – Vol. 267. – P. 1029–1045.
5 Karkoub M. Drill-String Torsional Vibration
Suppression Using GA Optimized Controllers /
M. Karkoub, Y. Abdel-Magid, B. Balachandran //
Journal of Canadian Petroleum Technology. –
2009. – Vol. 12. – P. 32–38.
6 Величкович А. С. Бурові амортизатори як
засіб підвищення техніко-економічних показників
буріння свердловин / А. С. Величкович,
В. М. Шопа // Нафтова і газова промисловість.
– 2000. – №3. – С.16–18.
7 Величкович А. С. Буровой амортизатор
на базе новой оболочечной пружины /
А. С. Величкович // Хим. и нефтегазовое машиностроение.
– 2005. – №7. – С.9 – 11.
8 Velichkovich A. S. Design features of shell
springs for drilling dampers // Chemical and
Petroleum Engineering. – New York: Springer. –
2007. – V43, №7-8. – Pp. 458 – 461.
9 Величкович А. С. Комплекс засобів віброзахисту
та регулювання динамічного режиму
бурильної колони / А. С. Величкович, С. В. Величкович,
В. М. Шопа. – Івано-Франківськ:
Сіверсія ЛТД, 2000. – 86 с.
10 Toro Downhole Tools. Drilling Tools
catalog. – Tomball, Texas USA. – 2012. – 36 p.
11 Secoroc Rock Drilling Tools. Product
catalogue. – Rotary products. – Atlas Copco
Secoroc AB. – 2009. – 40 p.
12 VNIIBT – Drilling Tools. Product
catalogue. – Perm, Russia. – 2012. – 70 p.
13 Shock Sub. Impact and vibration reduction
sub. – Schlumberger. – 2011. – 4 p.
14 Шопа В. М. Оболонкові пружини /
В. М. Шопа, А. С. Величкович, С. В. Величкович
та ін. – Івано-Франківськ: Факел, 2002. –
92с.
15 Величкович А. С. Некоторые конструктивные
особенности оболочечных пружин для
буровых амортизаторов / А. С. Величкович //
Хим. и нефтегазовое машиностроение. – 2007. –
№8. – С.26 – 29.
16 Awrejcewicz J. Analysis of dynamic
systems with various friction laws /
J. Awrejcewicz, P. Olejnik. – Appl. Mech. Rev.
Trans. ASME. – Nov. 2005, Vol. 58 . – Pp. 389 –
411.
17 Bastien J. Non Smooth Deterministic or
Stochastic Discrete Dynamical Systems:
Applications to Models with Friction or Impact /
J. Bastien, F. Bernardin. – Wiley: Wiley-ISTE,
2013. – 512 P.
18 Nguyen B. Efficient Simulation of a
Dynamic System with LuGre Friction / B. Nguyen,
Aldo A. Ferri, Olivier A. Bauchau // Journal of
Computational and Nonlinear Dynamics. – 2007. –
Vol. 2 – Pp. 281 – 289.
19 Александров В. М. Введение в механику
контактных взаимодействий / В. М. Александров,
М. И. Чебаков. – Ростов-на-Дону: ООО
«ЦВВР», 2007. – 114 с.
20 Wriggers P. Computational Contact
Mechanics / P. Wriggers. – Berlin: Springer, 2006.
– 519 P.
21 Kravchuk A. S. Variational and QuasiVariational
Inequalities in Mechanics /
A. S. Kravchuk, P. J. Neittaanmaki. – SpringerVerlag
Berlin, 2007. – 338 P.
22 Попадюк І. Й. Механіка фрикційного
контакту оболонок з деформівним заповнювачем
/ І. Й. Попадюк, І. П. Шацький, В. М. Шопа.
– Івано-Франківськ: Факел, 2003. – 180 с.
23 Шацький І. П. Розрахунок демпфера з
розрізаною циліндричною оболонкою /
І. П. Шацький, В. М. Шопа, А. С. Величкович
// Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ.
Сер.: Нафтопромиcлове обладнання. –
1998. – Вип. № 35. – С. 31–38.
24 Величкович А. С. Фрикційна взаємодія
ортотропної циліндричної оболонки з деформівним
заповнювачем / А. С. Величкович,
І. Й. Попадюк, І. П. Шацький, В. М. Шопа //
Доп. НАН України. – 1999. – № 11. – С. 67– 69.
25 Шацький І. Конструкційне демпфування
у розрізаній циліндричній оболонці з пружним
заповнювачем / І. Шацький, В. Шопа,
А. Величкович // Машинознавство. – 2009. –
С. 31 – 36.
26 Velichkovich A. S. Experimental study of
shell flexible component for drilling vibration
damping devices / A. S. Velichkovich,
I. I. Popadyuk, V. M. Shopa // Chemical and
Petroleum Engineering. – New York: Springer –
2011. – Vol. 46, № 9 – 10. – Pp. 518 – 524.
27 Величкович А. С. Моделювання та вдосконалення
оболонкових демпферів /
А. С. Величкович, В. М. Шопа, І. П. Шацький
та ін. // Сучасні технології в промисловому виробництві:
Матеріали II Всеукраїнської міжвузівської
науково-технічної конференції, частина
3, (Суми, 17–20 квітня 2012 р.). – Суми: Сумський
державний університет, 2012. – С. 158.
28 Величкович А. С. Експериментальна верифікація
скінченно-елементної моделі контактної
взаємодії розрізаної оболонки з пружним
тілом / А. С. Величкович, Т. М. Даляк // Науковий
вісник ІФНТУНГ. – 2012. – № 1(31). –
С. 80–86.
29 Zienkiewicz O. C. The Finite element
method: Solid mechanics, Volume 2 /
О. Zienkiewicz, R. Taylor. – Bristol: ButterworthHeinemann,
2000. – 445 P.
30 Larson Mats G. The Finite element
method: Theory, Implementation and Applications
/ G. Larson Mats, F. Bengzon. – Berlin Heidelberg:
Springer-Verlag, 2013. – 402 P.

##submission.downloads##

Опубліковано

2014-11-07

Як цитувати

Величкович, А. С., & Даляк, Т. М. (2014). Контактна взаємодія розрізаної оболонки та пружного тіла в бурових засобах віброзахисту. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, (4(53), 33–42. вилучено із https://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/566

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають