一种振荡器系统及其运动描述方法技术方案

本发明专利技术公开了一种振荡器系统及其运动描述方法，振荡器由第一马龙头、第二马龙头、马龙头连接套、仪表上接头、电机外筒、电机定子、电机转子、电机轴、电机轴承、双公接头、连接轴套、偏心轴外套、偏心轴、偏心轴承、端部接头、堵头组成，井口悬挂点O视为铰接，第一马龙头通过连接绳索连接井口悬挂点O，电机带动偏心轴转动，使振荡器产生震荡。视振荡器悬挂处O为球铰连接，以此为原点，建立静坐标系、动坐标系，并进行静、动坐标系之间的坐标变换。本发明专利技术的有益效果是通过构造振荡器并将其运动方式进行描述，为探索评估振荡器对套管水泥固实效果奠定理论基础。

【技术实现步骤摘要】
一种振荡器系统及其运动描述方法
本专利技术属于钻井
，涉及一种振荡器系统及其运动描述方法。
技术介绍
在钻井完井过程中，灌注水泥固实套管的质量将直接影响着完井后套管的工作质量。若固井水泥分布不均匀不密实，就会造成套管受力不均匀而易于发生破损。因此，灌注水泥如何达到均匀密实的效果，一直是完井工作者关心的问题。为此，人们设计了不同的振荡器下入套管中，以图通过振荡器的摆动冲击套管激起套管振动进而促使套管外水泥波动，达到固井水泥分布均匀密实效果。但对此缺乏理论分析验证支撑，资料少见。本文试图通过对振荡器在直井套管中的运动和对套管的作用主要行为，进行模拟分析，探索分析振荡器对套管水泥固实效果的评估方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种振荡器系统及其运动描述方法。本专利技术的有益效果是通过构造振荡器并将其运动方式进行描述，为探索评估振荡器对套管水泥固实效果奠定理论基础。本专利技术所采用的技术方案是振荡器由第一马龙头、第二马龙头、马龙头连接套、仪表上接头、电机外筒、电机定子、电机转子、电机轴、电机轴承、双公接头、连接轴套、偏心轴外套、偏心轴、偏心轴承、端部接头、堵头组成，井口悬挂点O视为铰接，第一马龙头通过连接绳索杆连接井口悬挂点O，电机带动偏心轴转动，使振荡器产生震荡。进一步，描述振荡器在套管和泥浆中的运动行为，视振荡器悬挂处O为球铰连接，以此为原点，建立如下坐标系：静坐标系：Oxyz：O在井口，x朝北，y朝东，z向下，其单位正向矢量分别为i、j、k；动坐标系：Ox1y1z1：z1沿振荡器的轴线向下，x1、y1在O处振荡器横截面内，x1与x共铅垂面，y1由j1＝k1×i1确定，三轴的单位正向矢量分别为i1、j1、k1；任意瞬时z1与z夹角为z1在xy面内投影与x夹角为θ，则坐标变换，静、动坐标系之间的坐标变换关系：静、动坐标系之间的坐标变换矩阵为附图说明图1是本专利技术振荡器结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示，振荡器由第一马龙头1、第二马龙头2、马龙头连接套3、仪表上接头4、电机外筒5、电机定子6、电机转子7、电机轴8、电机轴承9、双公接头10、连接轴套11、偏心轴外套12、偏心轴13、偏心轴承14、端部接头15、堵头16组成。井口悬挂点O视为铰接。其分布构成见图1。第一马龙头1通过连接杆连接井口悬挂点O，电机带动偏心轴13转动，使振荡器产生震荡。坐标系为了描述振荡器在套管和泥浆中的运动行为，视振荡器悬挂处O为球铰连接，以此为原点，建立如下坐标系：静坐标系：Oxyz：x朝北，y朝东，z向下。其单位正向矢量分别为i、j、k(图1)。动坐标系：Ox1y1z1：z1沿振荡器的轴线向下，x1、y1在O处振荡器横截面内，x1与x共铅垂面，y1由j1＝k1×i1确定。三轴的单位正向矢量分别为i1、j1、k1。任意瞬时z1与z夹角为z1在xy面内投影与x夹角为θ，则坐标变换由上所述，则有静、动坐标系之间的坐标变换关系即静、动坐标系之间的坐标变换矩阵为本专利技术根据动力学和振动力学理论，针对振荡器在直井套管中的运动和对套管的作用行为，进行模拟分析，确定了分析振荡器对套管水泥固实效果的评估方案，建立了在偏心转子激励下振荡器在直井套管中的运动微分方程并推得其主要运动规律，然后试算确定由于套管对振荡器的运动限制产生的非线性边界问题并结合碰撞理论，评估对振荡器对套管的作用规律，最后据此分析由振荡器引起的套管振动行为并评估振荡器对套管水泥固实效果。为探索评估振荡器对套管水泥固实效果奠定理论基础。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施方式而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振荡器结构及其运动描述方法，其特征在于：振荡器由第一马龙头、第二马龙头、马龙头连接套、仪表上接头、电机外筒、电机定子、电机转子、电机轴、电机轴承、双公接头、连接轴套、偏心轴外套、偏心轴、偏心轴承、端部接头、堵头组成，井口悬挂点O视为铰接，第一马龙头通过连接绳索连接井口悬挂点O，电机带动偏心轴转动，使振荡器产生震荡。

【技术特征摘要】
1.一种振荡器结构及其运动描述方法，其特征在于：振荡器由第一马龙头、第二马龙头、马龙头连接套、仪表上接头、电机外筒、电机定子、电机转子、电机轴、电机轴承、双公接头、连接轴套、偏心轴外套、偏心轴、偏心轴承、端部接头、堵头组成，井口悬挂点O视为铰接，第一马龙头通过连接绳索连接井口悬挂点O，电机带动偏心轴转动，使振荡器产生震荡。2.按照权利要求1所述一种振荡器系统及其运动描述方法，其特征在于：描述振荡器在套管和泥浆中的运动行为，视振荡器悬挂处O为球铰连接，以此为原点，建立如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德敏，刘延强，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37