高速列车制动器摩擦块安装方向对黏滑振动的影响

1

作者 刘翠萍 朱友光 +4 位作者 张棋翔 项载毓 莫继良 欧阳华江 王晓翠 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期862-872,共11页

为了研究高速列车制动器六边形摩擦块安装方向对摩擦块的黏滑振动的影响,在自行研制的多模式高速列车制动性能模拟试验台上开展了不同安装方向下的摩擦学试验,并结合有限元分析中模态分析和磨损仿真,建立了摩擦块安装方向与界面接触行... 为了研究高速列车制动器六边形摩擦块安装方向对摩擦块的黏滑振动的影响,在自行研制的多模式高速列车制动性能模拟试验台上开展了不同安装方向下的摩擦学试验,并结合有限元分析中模态分析和磨损仿真,建立了摩擦块安装方向与界面接触行为、界面摩擦磨损以及黏滑振动之间的关系.综合试验和仿真结果表明:摩擦块安装方向显著影响了界面接触压力分布和磨损状态,使得系统表现出不同的黏滑振动现象.在本试验条件下,黏滑振动会诱发噪声,但强度较低;摩擦块安装方向会影响黏滑振动的频率和强度,但并不改变黏滑振动属于低频振动的属性;并且有限元仿真频率与试验振动频率相吻合.模态分析表明黏滑振动是由结构的第1阶模态贡献的,而安装方向会对结构的模态造成影响,进而引发不同的界面接触状态和动力学行为.另外,磨损仿真分析也表明六边形摩擦块安装方向会显著影响摩擦界面接触状态,从而使接触面积、接触应力分布和磨损程度均存在差异,因此影响了不同系统的黏滑振动特性. 展开更多

关键词 高速列车制动器 摩擦块 安装方向 黏滑振动 噪音 试验 有限元仿真

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自适应钻井黏滑振动井下控制工具设计方法

2

作者 周波 李冰 +3 位作者 王林聪 张富成 于璟 佀博宇 《石油机械》 北大核心 2025年第6期38-43,共6页

目前针对井下自适应预防与控制黏滑振动工具设计方法鲜有报道,关键参数设计模型与方法尚不完善。为此,基于钻柱系统轴向和周向振动动力学耦合方程,模拟表征了钻井黏滑振动过程钻头扭矩、钻压动态时域特征,提出主动调节钻头切削深度、释... 目前针对井下自适应预防与控制黏滑振动工具设计方法鲜有报道,关键参数设计模型与方法尚不完善。为此,基于钻柱系统轴向和周向振动动力学耦合方程,模拟表征了钻井黏滑振动过程钻头扭矩、钻压动态时域特征,提出主动调节钻头切削深度、释放钻柱系统扭矩原理方法,创新形成了井下自适应控制黏滑振动工具方案,建立了自适应控制黏滑振动工具复合碟簧系统、有效行程和极限载荷设计方法,并开展了测试验证。研究结果表明:实时调节钻头钻压、扭矩的井下控制工具方案,避免了地面调节钻井参数控制黏滑振动方法的缺点;该工具复合碟簧系统、有效行程与极限载荷设计方法准确度达到92.1%以上。研究结果可为钻井黏滑振动井下控制工具研制提供理论参考。 展开更多

关键词 钻井黏滑振动 控制工具 动力学分析模型 碟簧系统

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Power-V诱导的钻柱黏滑振动特征分析

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作者 王文昌 段浩宇 +2 位作者 李宁 王孝亮 狄勤丰 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期299-307,共9页

黏滑是石油钻井过程中影响钻井效率和井下钻柱安全的一种振动形式.垂直钻井系统Power-V在提供有效控斜力的同时,还会诱导钻柱黏滑振动.通过研究垂直钻井系统Power-V与井壁的接触作用及钻头与地层的相互作用模型,基于钻柱动力学有限元方... 黏滑是石油钻井过程中影响钻井效率和井下钻柱安全的一种振动形式.垂直钻井系统Power-V在提供有效控斜力的同时,还会诱导钻柱黏滑振动.通过研究垂直钻井系统Power-V与井壁的接触作用及钻头与地层的相互作用模型,基于钻柱动力学有限元方法,深入分析Power-V的作用机理,研究其对扭转振动的影响,指出Power-V和井壁间的相互作用会导致钻柱与井壁的摩阻显著增加,进而引起摩阻扭矩的增大,诱导井下黏滑振动.实测振动数据证实,Power-V与井壁间的相互作用是引起钻柱黏滑振动的关键因素.这对于揭示黏滑振动的成因和更好地发挥Power-V的作用具有重要意义. 展开更多

关键词 黏滑振动 钻柱动力学 振动信号测量 Power-V

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考虑摩擦块形状及轮轨蠕滑的列车制动黏滑振动行为分析 被引量：1

4

作者 王志伟 莫继良 +2 位作者 王开云 朱松 金文伟 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1246-1255,共10页

制动盘与摩擦块之间相互摩擦引起的黏滑振动直接影响高速列车制动系统的稳定性并威胁车辆安全运行.为探明摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响,本文中针对高速列车制动系统常用的五边形和六边形摩擦块,在相对低速条件下开展了盘... 制动盘与摩擦块之间相互摩擦引起的黏滑振动直接影响高速列车制动系统的稳定性并威胁车辆安全运行.为探明摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响,本文中针对高速列车制动系统常用的五边形和六边形摩擦块,在相对低速条件下开展了盘-块黏滑振动试验,辨识了盘-块界面的Stribeck摩擦参数,揭示了摩擦块形状、摩擦系数和盘-块界面黏滑振动之间的关系.进一步,建立了考虑盘-块摩擦、轮-轨黏着及轮-盘扭转的高速列车制动系统动力学模型,并将辨识的Stribeck摩擦参数集成到该动力学模型中,构建了盘-块界面摩擦特征与制动系统动态响应之间的关联.基于此,研究了摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响.结果表明,摩擦块形状通过改变盘-块界面摩擦特征,影响制动系统的黏滑振动响应及稳定性.此外,相比五边形摩擦块,采用六边形摩擦块制动系统的黏滑振动强度更低. 展开更多

关键词 制动系统 黏滑振动 摩擦块形状 参数辨识 高速列车

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制动闸片摩擦块孔结构对盘-块界面黏滑振动的影响

5

作者 王权 王志伟 +2 位作者 莫继良 范志勇 周仲荣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期94-101,共8页

制动闸片摩擦块多采用孔结构以改善界面摩擦磨损行为及热分布特征。为进一步研究制动闸片摩擦块孔结构与盘-块界面黏滑振动特性的关系,通过开展摩擦学试验,分析了有孔和无孔摩擦块对界面黏滑振动的影响,并辨识了相应的Stribeck模型参数... 制动闸片摩擦块多采用孔结构以改善界面摩擦磨损行为及热分布特征。为进一步研究制动闸片摩擦块孔结构与盘-块界面黏滑振动特性的关系,通过开展摩擦学试验,分析了有孔和无孔摩擦块对界面黏滑振动的影响,并辨识了相应的Stribeck模型参数以描述盘-块界面间的摩擦因数特征。然后,建立了盘-块摩擦系统数值模型,基于辨识的Stribeck模型参数并结合理论分析,探讨了黏滑振动的关键影响因素,揭示了摩擦块孔结构对界面黏滑振动的作用机理。结果表明,摩擦因数-相对速度负斜率特征造成的负阻尼效应向系统输入能量,导致了系统的不稳定及黏滑振动。动、静摩擦因数的差值越大,负阻尼效应越强,系统黏滑振动强度及不稳定程度更高。相比无孔摩擦块,有孔摩擦块可通过孔结构调整界面摩擦特征,使动、静摩擦因数的差值减小,从而有效抑制界面黏滑振动强度,提高系统的稳定性。 展开更多

关键词 摩擦块孔结构 黏滑振动 Stribeck模型 参数辨识 稳定性

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钻柱黏滑振动特性仿真与产生机理分析 被引量：18

6

作者 付蒙 李江红 +1 位作者 吴亚锋 李嫣然 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期467-472,共6页

针对钻探作业中产生的钻柱黏滑振动现象,研究了仿真环境下钻柱系统的黏滑振动特性与振动产生机理。基于振动理论,建立了井下钻进系统的双自由度弹性模型,提出了一种模拟钻头-岩石摩擦力矩的算法;构造了钻进系统结构图,模拟了钻柱黏滑振... 针对钻探作业中产生的钻柱黏滑振动现象,研究了仿真环境下钻柱系统的黏滑振动特性与振动产生机理。基于振动理论,建立了井下钻进系统的双自由度弹性模型,提出了一种模拟钻头-岩石摩擦力矩的算法;构造了钻进系统结构图,模拟了钻柱黏滑振动的变化规律,并通过极限环分析钻柱黏滑振动的产生机理;绘制钻井参数与振动幅值和周期的关系曲线,讨论了钻井参数对钻柱黏滑振动的影响。仿真结果表明,钻柱黏滑振动主要表现为钻头周期性地黏滞和滑动,属于一种由非线性摩擦力引起的自激振动;钻井参数的改变影响钻柱黏滑振动的剧烈程度。 展开更多

关键词 钻柱 黏滑振动 弹性模型 特性仿真 产生机理

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扭力冲击器对钻柱黏滑振动的影响分析 被引量：12

7

作者 毛良杰 马茂原 +2 位作者 刘立鹏 张伟 陈春宇 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期545-551,共7页

扭力冲击器可抑制钻柱黏滑振动并提高机械钻速,被广泛应用于深井、超深井钻井中。其工作参数作为影响扭力冲击器应用效果的直接因素,相关研究还很不充分。为了评价扭力冲击器对钻柱黏滑振动的抑制效果,文中建立了考虑扭力冲击器高频扭... 扭力冲击器可抑制钻柱黏滑振动并提高机械钻速,被广泛应用于深井、超深井钻井中。其工作参数作为影响扭力冲击器应用效果的直接因素,相关研究还很不充分。为了评价扭力冲击器对钻柱黏滑振动的抑制效果,文中建立了考虑扭力冲击器高频扭矩的钻柱扭转振动模型,编制了相关计算程序,并采用四阶-五阶Runge-Kutta算法进行求解,讨论了扭力冲击器主要工作参数对钻柱黏滑振动的影响。研究结果表明:扭力冲击器可以有效缩短黏滑周期,以抑制钻柱黏滑振动和增加其机械钻速;当扭转冲击载荷较低时,增大扭转冲击载荷可以缩短黏滑周期甚至消除钻柱黏滑振动,但是当黏滑现象消失后,继续增大扭转冲击载荷对钻柱扭转振动的影响较小;增大冲击频率可以减弱钻柱黏滑振动,并提高钻柱转动时的稳定性。研究结果可为扭力冲击器工作参数的选择提供参考。 展开更多

关键词 黏滑振动 扭力冲击器 扭转冲击载荷 冲击频率

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抑制油气井钻柱黏滑振动控制器设计与应用 被引量：6

8

作者 付蒙 吴亚锋 +2 位作者 宋叔飚 李江红 张文龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期256-261,共6页

油气井钻进过程中,钻柱系统深入地下几千米,容易引发钻柱黏滑振动现象,进而损坏钻井设备、降低钻进效率及危害钻井安全。为了抑制钻柱黏滑振动,提高系统抗干扰能力,建立了钻柱双自由度集中参数模型及非线性摩擦扰动模型,设计一种状态观... 油气井钻进过程中,钻柱系统深入地下几千米,容易引发钻柱黏滑振动现象,进而损坏钻井设备、降低钻进效率及危害钻井安全。为了抑制钻柱黏滑振动,提高系统抗干扰能力,建立了钻柱双自由度集中参数模型及非线性摩擦扰动模型,设计一种状态观测器,提出了速度补偿反馈控制方案。在仿真系统中验证了控制方案的可行性;仿真结果表明,设计的控制器可以使波动的钻头转速逐步收敛于输入参考值,并且闭环控制系统表现出良好的动态性能;基于速度补偿反馈控制器设计了钻柱黏滑振动控制系统,并在钻进现场完成测试实验。实验表明,设计的控制系统可以有效地抑制钻柱黏滑振动,从而进一步提高钻进效率、保障钻进安全。 展开更多

关键词 钻柱系统 黏滑振动 状态观测器 速度补偿控制 状态反馈控制

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钻柱系统黏滑振动的自激振动特性研究 被引量：4

9

作者 汤历平 祝效华 +1 位作者 石昌帅 唐建 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期168-175,共8页

针对当前钻柱系统黏滑振动产生的影响不断增大的问题,研究黏滑振动的自激振动特性。通过建立钻柱系统的黏滑振动力学模型,推导了钻头于黏滞阶段与滑脱阶段的状态方程,并得到其滑脱阶段的振动响应。在得到系统黏滑振动特性的基础上,研究... 针对当前钻柱系统黏滑振动产生的影响不断增大的问题,研究黏滑振动的自激振动特性。通过建立钻柱系统的黏滑振动力学模型,推导了钻头于黏滞阶段与滑脱阶段的状态方程,并得到其滑脱阶段的振动响应。在得到系统黏滑振动特性的基础上,研究钻头在不同初始条件时相对转盘运动的相轨迹。结果表明,当钻头初相点存在扰动时,其运动均将趋向于稳定的黏滑振动,表现为钻头运动的相轨迹收敛于稳定的极限环。对黏滑振动产生的原因进行分析,结果表明,产生黏滑振动的钻柱系统在黏滞状态与滑脱状态转变时均存在摩擦扭矩的降落,相当于在钻头转动方向作用一个外载,即钻头临界状态转变时存在的负阻尼效应将钻柱的振动调节为自激振动。 展开更多

关键词 钻柱 黏滑振动 自激振动 极限环 摩擦扭矩

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基于状态反馈和扭矩前馈钻柱黏滑振动控制系统 被引量：4

10

作者 付蒙 李江红 +3 位作者 吴亚锋 宋叔飚 赵艾奇 李文青 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期291-298,共8页

钻柱黏滑振动现象广泛存在于油气井的勘探开发。该振动容易造成钻柱连接松动,加快钻井部件的磨损和失效,从而降低钻井效率、威胁钻井安全。为了抑制钻柱黏滑振动,提出一种状态反馈和扭矩前馈结合的控制方案。基于建立的钻进系统双自由... 钻柱黏滑振动现象广泛存在于油气井的勘探开发。该振动容易造成钻柱连接松动,加快钻井部件的磨损和失效,从而降低钻井效率、威胁钻井安全。为了抑制钻柱黏滑振动,提出一种状态反馈和扭矩前馈结合的控制方案。基于建立的钻进系统双自由度集中参数模型,设计一种状态观测器,可以估计钻进系统难以测量的井下状态。并设计一种参考值优化算法,可以根据钻头与岩石间的摩擦扭矩,实时计算所有状态参考值和前馈扭矩输入量。结合状态观测器和参考值优化算法,实现了全维状态控制器的设计。仿真结果表明,在变化的非线性摩擦扭矩下,设计的控制方案对钻柱黏滑振动起到了良好的抑制效果。井场实验表明,设计的控制器可以应用于抑制钻井现场产生的钻柱黏滑振动现象。 展开更多

关键词 钻柱 黏滑振动 参考值优化 状态观测器 前馈控制 状态反馈控制

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雨刮器非线性黏滑振动及其对刮刷效果的影响 被引量：7

11

作者 张立军 黄萌 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1376-1381,共6页

建立基于黏滑振动理论的雨刮器2自由度非线性动力学模型,通过数值计算的方法,利用分岔图和相轨迹证实刮刷过程中普遍存在的黏滑振动现象,并分析不同刮刷速度下的非线性黏滑振动特性;采用时间历程和等高线图分析黏滑振动的时空分布,通过... 建立基于黏滑振动理论的雨刮器2自由度非线性动力学模型,通过数值计算的方法,利用分岔图和相轨迹证实刮刷过程中普遍存在的黏滑振动现象,并分析不同刮刷速度下的非线性黏滑振动特性;采用时间历程和等高线图分析黏滑振动的时空分布,通过占空比及对刮痕数量的定量统计,对刮刷效果进行评价分析.研究发现:不同刮刷速度下黏滑现象的发生及其振动特性具有复杂的非线性特征;当名义刮刷线速度大于0.725m·s-1时,无黏滑振动现象;提高刮刷速度能有效抑制黏滑振动的发生,减轻刮痕分布的不均匀性对刮刷效果的影响. 展开更多

关键词 汽车雨刮器 黏滑振动 刮刷效果 分岔 混沌

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基于单齿破岩有限元模拟的黏滑振动机理研究 被引量：4

12

作者 贺振国 石李保 +3 位作者 李灵樨 孔璐琳 张小宁 刘新云 《石油机械》 北大核心 2021年第5期17-26,共10页

油气勘探开发中深部复杂地层具有孔隙压力高、温度高、岩石硬度高、塑性强及可钻性差等特点,给钻井作业带来了诸多困难,为此,进行了钻头齿破岩黏滑振动机理研究。通过单齿切削数值模拟及试验,研究在破岩过程中钻头齿与岩石的作用方式、... 油气勘探开发中深部复杂地层具有孔隙压力高、温度高、岩石硬度高、塑性强及可钻性差等特点,给钻井作业带来了诸多困难,为此,进行了钻头齿破岩黏滑振动机理研究。通过单齿切削数值模拟及试验,研究在破岩过程中钻头齿与岩石的作用方式、破碎微观过程,以及在不同钻压及岩性条件下钻齿切深、破岩载荷及破碎效率之间的关系。研究结果表明:在不同模拟条件下,切削载荷波动随钻头齿切削深度的增加而增大,切削深度变化会改变岩石的塑-脆性破坏形式;钻头齿切深突增导致钻柱扭矩不足以克服岩石阻力,钻头转速的低频振动终止,动态平衡打破,从而导致黏滑振动的发生。研究结果可以为提高钻井效率及高效开发深部油气资源提供理论参考。 展开更多

关键词 单齿破岩 黏滑振动 有限元 动态模拟 切削深度

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水平井钻柱-井壁摩擦诱导黏滑振动机理研究 被引量：9

13

作者 朱杰然 邹德永 +3 位作者 李光泉 杨宁宁 杨全进 林伟 《石油机械》 北大核心 2021年第7期31-36,共6页

水平井钻柱系统黏滑振动严重威胁井下钻柱及工具的安全性。为了揭示水平井钻柱系统与井壁非线性摩擦诱导钻柱系统黏滑振动机理,基于质量-弹簧-阻尼离散方法及Stribeck摩擦理论,建立了水平井全井钻柱系统非线性动力学模型。对无钻压加载... 水平井钻柱系统黏滑振动严重威胁井下钻柱及工具的安全性。为了揭示水平井钻柱系统与井壁非线性摩擦诱导钻柱系统黏滑振动机理,基于质量-弹簧-阻尼离散方法及Stribeck摩擦理论,建立了水平井全井钻柱系统非线性动力学模型。对无钻压加载条件下的水平井钻柱系统在不同井段和不同钻井工况参数下的动力学响应进行了分析。分析结果表明:钻柱-井壁间的非线性摩擦会诱导钻柱发生周期性黏滑振动,且随着转盘扭矩的增大,直井段转速波动随之增大;造斜段管柱的扭转振动更加剧烈,且造斜段入口管柱的黏滑振动强度明显大于水平段管柱。研究结果可为提高水平井钻井效率和降低作业风险提供理论指导。 展开更多

关键词 水平井钻柱 黏滑振动 非线性摩擦 钻柱系统动力学 动力学响应

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摩擦离合器黏滑振动特性的显式动力学分析 被引量：5

14

作者 唐鹏 袁琼 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第3期138-145,共8页

针对摩擦离合器在接合过程中出现的黏滑振动问题,建立了某车型离合器三维有限元模型,通过采用有限元软件ABAQUS内嵌的显式动力学分析算法,对离合器系统在接合过程中产生的黏滑振动特性进行研究,通过改变法向载荷和摩擦片厚度,探讨了两... 针对摩擦离合器在接合过程中出现的黏滑振动问题,建立了某车型离合器三维有限元模型,通过采用有限元软件ABAQUS内嵌的显式动力学分析算法,对离合器系统在接合过程中产生的黏滑振动特性进行研究,通过改变法向载荷和摩擦片厚度,探讨了两者对离合器系统黏滑振动行为的影响。研究结果表明,利用ABAQUS显式动力学分析能有效地模拟出离合器接合过程中产生的黏滑振动现象。黏滑振动发生过程中,系统位移信号呈现出明显的锯齿状波动,飞轮盘和摩擦片会在一定时刻形成相互咬合的状态。离合器黏滑振动的频率和系统的自然频率非常接近,受到系统结构的影响。当法向载荷从1.0 MPa增大到1.5 MPa时,系统振动位移信号的波动幅值增大,黏滑振动周期减小,系统颤振现象更加明显。但当法向载荷进一步增大到3.0 MPa时,黏滑振动逐渐演变为持续的摩擦自激振动现象。通过合理地调控离合器接合的法向载荷,有利于改善黏滑振动现象。摩擦片厚度对系统黏滑振动特性的影响显著,当摩擦片厚度从2 mm逐渐增加为4 mm时,系统的结构频率发生变化,从而使得系统黏滑振动的频率发生变化。此外,增大摩擦片厚度能够改善系统黏滑振动行为,降低系统黏滑振动强度,因此适当地增大摩擦片厚度,是改善黏滑振动强度的有效手段。 展开更多

关键词 离合器 黏滑振动 摩擦 显式动力学

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分数阶PID控制对钻柱黏滑振动的抑制 被引量：8

15

作者 张奇志 许帅 《石油机械》 北大核心 2020年第3期44-50,共7页

钻柱黏滑振动是导致钻井设备加速磨损、钻井安全性下降以及钻井效率降低的重要原因之一。针对钻柱的扭转运动,建立了钻柱、钻杆、BHA及钻头4自由度钻柱系统扭转模型。该模型考虑了扭转自由度、钻柱阻尼以及岩石与钻头相互作用的高度非... 钻柱黏滑振动是导致钻井设备加速磨损、钻井安全性下降以及钻井效率降低的重要原因之一。针对钻柱的扭转运动,建立了钻柱、钻杆、BHA及钻头4自由度钻柱系统扭转模型。该模型考虑了扭转自由度、钻柱阻尼以及岩石与钻头相互作用的高度非线性摩擦;通过对钻柱模型进行仿真试验,分析了钻井参数对黏滑振动的影响;为了抑制钻柱黏滑振动,设计了一种分数阶PID控制器。研究结果表明:分数阶PID控制器能够快速稳定系统,缩短调节时间,有效抑制钻柱黏滑振动,它对黏滑振动的抑制效果明显优于传统PID控制器。研究结果对抑制钻柱黏滑振动研究具有参考意义,对降低钻井工具损害、提高钻井效率以及增强作业安全性有重要的指导意义。 展开更多

关键词 钻柱 黏滑振动 分数阶PID控制 抑制振动

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基于支持向量机的钻柱黏滑振动等级评估方法 被引量：9

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作者 陈冲 张仕民 +2 位作者 彭鹤 崔灿 刘杨 《石油机械》 北大核心 2019年第1期20-26,共7页

为评估钻柱黏滑振动的严重程度,提出了一种基于因子分析(FA)与支持向量机(SVM)的黏滑振动风险评估方法。对仿真得到的扭矩数据进行时域与频域分析,提取信号的特征值,然后应用因子分析方法减少高维特征的冗余信息,获取特征向量,最后通过... 为评估钻柱黏滑振动的严重程度,提出了一种基于因子分析(FA)与支持向量机(SVM)的黏滑振动风险评估方法。对仿真得到的扭矩数据进行时域与频域分析,提取信号的特征值,然后应用因子分析方法减少高维特征的冗余信息,获取特征向量,最后通过SVM对降维处理后的数据进行黏滑振动等级分类。研究结果表明:基于井口扭矩信号的SVM黏滑振动等级预测方法的整体预测精度超过80%,能够较准确地对黏滑振动强度等级进行预测。因此该方法是一个有效的黏滑振动等级分类方法,应用该方法能够有效地对钻柱黏滑振动等级进行识别,有助于司钻根据钻柱黏滑振动剧烈程度实时调整钻井参数,减轻黏滑振动产生的危害,提高钻井作业效率和安全性。 展开更多

关键词 黏滑振动 风险评估 时域频域分析 因子分析 特征向量 支持向量机

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基于持续同调机器学习的尾轴承黏滑振动研究 被引量：3

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作者 张圣东 龙志林 +3 位作者 金勇 刘正林 闫志敏 杨秀英 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期756-761,834,共7页

为了研究尾轴承黏滑振动,首先,采用机器视觉技术采集水润滑橡胶尾轴承黏滑振动图像;其次,运用持续同调机器学习及单纯复形同调群分析图像,计算振动图像单纯复形的同调获得相应的条码图;然后,基于条码图获取振动图像的拓扑特征;最后,用... 为了研究尾轴承黏滑振动,首先,采用机器视觉技术采集水润滑橡胶尾轴承黏滑振动图像;其次,运用持续同调机器学习及单纯复形同调群分析图像,计算振动图像单纯复形的同调获得相应的条码图;然后,基于条码图获取振动图像的拓扑特征;最后,用改进型支持向量机机器学习法对拓扑特征进行研究,完成水润滑橡胶尾轴承黏滑振动鸣音的分类与识别。研究表明,最长贝蒂条码的长度与振动密切相关,可以有效预警鸣音,并建立了鸣音过程的智能化描述,为研究尾轴承黏滑振动提供一种新的思路。 展开更多

关键词 水润滑橡胶尾轴承 黏滑振动 机器视觉 持续同调机器学习

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基于PCA-LSTM的黏滑振动水平评估方法研究 被引量：4

18

作者 张鑫 张涛 +1 位作者 李玉梅 房萍 《石油机械》 北大核心 2023年第2期18-25,共8页

石油钻井过程中,井下工具的黏滑振动会导致钻头发生周期性的黏滞和滑脱,容易引起钻头和钻具组合失效,造成井下事故。为此,基于井下测量技术的发展,采用长短期记忆(Long Short-term Memory,LSTM)神经网络智能算法建立黏滑振动水平评估模... 石油钻井过程中,井下工具的黏滑振动会导致钻头发生周期性的黏滞和滑脱,容易引起钻头和钻具组合失效,造成井下事故。为此,基于井下测量技术的发展,采用长短期记忆(Long Short-term Memory,LSTM)神经网络智能算法建立黏滑振动水平评估模型,采用井下近钻头工程参数测量工具在钻头处采集7类高频井下工程参数,验证使用PCA-LSTM神经网络黏滑振动水平评估模型的准确性。研究结果表明,该评估模型均方根误差为0.026,较LSTM、PCA-BP、PCA-SVM评估模型分别下降了0.033、0.011和0.018,表明该模型抑制了过拟合造成的滞后效应,具有较高的精度,可有效评估钻头处黏滑振动水平。研究结果对指导钻井过程,及时调整地面参数,有效抑制黏滑振动,推动安全、快速、高效钻井具有重要作用。 展开更多

关键词 井下工具黏滑振动 随机森林 LSTM神经网络 近钻头 训练模型

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深井钻柱纵-扭耦合下的黏滑振动特性分析 被引量：3

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作者 罗杰 柳军 李强 《石油机械》 北大核心 2023年第8期139-147,共9页

钻进过程中由扭转振动引起的黏滑振动会导致钻井质量下降、钻井工具失效,严重影响钻井成本和完井周期。为此,采用集中质量法,建立了深井钻柱的纵-扭耦合振动模型,借助5200 m实例井进行了模型验证及参数分析。分析结果表明:可以通过减小... 钻进过程中由扭转振动引起的黏滑振动会导致钻井质量下降、钻井工具失效,严重影响钻井成本和完井周期。为此,采用集中质量法,建立了深井钻柱的纵-扭耦合振动模型,借助5200 m实例井进行了模型验证及参数分析。分析结果表明:可以通过减小钻压或增加钻头刀翼来减弱钻柱系统的黏滑振动;较低的地层接触刚度将发生共振行为,共振会加剧钻柱系统的纵向振动,随着地层接触刚度增加,会出现明显的黏滑振动现象,其黏滞时间与地层接触刚度呈正相关;平滑的岩面轮廓下更容易发生黏滑行为,随着岩面轮廓起伏增加,钻柱的纵向振动加剧,瞬态钻压的波动范围进一步增加,并且钻头角速度抖颤现象更加明显。所得结论可为深井钻柱黏滑振动问题的研究提供理论参考。 展开更多

关键词 深井钻柱 纵-扭耦合 黏滑振动 振动模型 动态响应

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基于改进贝叶斯算法的黏滑振动等级评估研究 被引量：1

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作者 邓杨林 李玉梅 +3 位作者 张涛 郭鹤 石广远 陈学勇 《石油机械》 北大核心 2023年第11期27-33,共7页

黏滑振动会导致钻井效率降低,是影响钻头和井下工具寿命的重要因素。为了评估黏滑振动严重程度,通过对井下近钻头测量参数与地面录井参数的综合分析,得到了衡量黏滑振动等级指标。通过对近钻头测量参数进行时频域分析,采用主成分分析法(... 黏滑振动会导致钻井效率降低,是影响钻头和井下工具寿命的重要因素。为了评估黏滑振动严重程度,通过对井下近钻头测量参数与地面录井参数的综合分析,得到了衡量黏滑振动等级指标。通过对近钻头测量参数进行时频域分析,采用主成分分析法(PCA),建立了一种基于差分演化算法的属性加权朴素贝叶斯(DE-AWNB)改进模型,在朴素贝叶斯分类算法中加入属性权重,通过属性加权法估计后验概率,利用差分演化算法寻找最优权重属性。试验结果表明,DE-AWNB算法的分类精度可达92.38%,收敛时间可达4.95 s。改进贝叶斯算法在黏滑振动等级评估工程应用上明显优于传统贝叶斯算法、随机森林法和遗传算法属性加权朴素贝叶斯(GA-AWNB)算法。将该模型应用于实际钻井工程,能够有效提高黏滑振动识别水平,提高钻井效率。 展开更多

关键词 黏滑振动 等级评估 差分演化算法 属性加权朴素贝叶斯 时频域分析 近钻头

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