مدل‌ دو - سه درجه آزادی سیستم ضد چسبندگی- لغزش رشته حفاری

Abstract

رشته حفاری به دلیل طول زیاد آن و نیروی‌های دینامیکی ناشی از اندرکنش مته و سنگ در معرض ارتعاشات شدید قرار دارد.‌‌ ابزار ضد چسبندگی-لغزش که در انتهای رشته حفاری و درون تجهیزات ته‌چاهی قرار دارد، مانع از وقوع چسبندگی-لغزش می‌شود. در این پژوهش یک مدل جدید برای تحلیل ابزار ضد چسبندگی- لغزش ارائه شده است که محدودیت‌های مدل‌های قبلی برای مدل‌سازی رشته حفاری به همراه ابزار ضد چسبندگی- لغزش را ندارد. زمانی که ابزار در حالت غیرفعال قرار دارد، سیستم با دو درجه آزادی مدل‌سازی شده و ابزار مانند یک جسم صلب رفتار می‌کند. با فعال شدن ابزار یک درجه آزادی با توجه به قید سینماتیکی ابزار به مدل اضافه شده و سیستم به صورت یک مدل سه درجه آزادی خواهد بود. بر اساس مدل ارائه شده و شرط‌های تعیین شده ابزار بین حالت‌ غیرفعال با دو درجه آزادی و حالت فعال با سه درجه آزادی تغییر وضعیت می‌دهد. نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی دینامیک ابزار حاکی از رفتار منطقی ابزار در حضور نیرو و گشتاورهای خارجی وارد بر دو بخش ابزار می‌باشد. مدل ارائه شده به خوبی اثر وزن روی مته و وزن روی قلاب نگهدارنده در فعال‌سازی ابزار را نشان می‌دهد. با استفاده از مدل ارائه شده و در یک حالت مشخص، رفتار غیر خطی ابزار که ناشی از تغییر وضعیت بین دو دستگاه معادلات خطی می‌باشد، نشان داده شده است