Journal of Applied Mechanical Engineering

Abstrait

Modélisation mathématique des outils d'oscillation axiale dans les puits à grand angle

Emmanuel Omojuwa, Ramadan Ahmed et James Acquaye

Les études expérimentales et sur le terrain continuent de démontrer que les vibrations de fond de trou induites par les outils d'oscillation axiale (AOT) dans le train de tiges constituent la méthode la plus efficace pour réduire le frottement et améliorer le transfert de force axiale dans les puits à grand angle et à portée étendue. La modélisation de la réponse dynamique des systèmes de train de tiges impliquant des AOT est d'une grande importance pour valider les tests fonctionnels des outils d'oscillation et prédire leurs performances dans des conditions de fond de trou. Cette étude présente un modèle mathématique utilisé pour prédire la réponse dynamique des systèmes de train de tiges supportant des oscillations axiales (AOSD) dans les conditions de surface et de fond de trou. Le modèle est utile pour effectuer une analyse de placement des outils d'oscillation axiale dans l'assemblage de fond de trou. Les équations de mouvement non linéaires et l'introduction de l'excitation de déplacement dans le développement du modèle le différencient des modèles existants. La vitesse de ressort de l'outil d'oscillation axiale est une donnée essentielle dans la détermination de l'excitation de déplacement. Les équations de mouvement non linéaires résultantes sont linéarisées et les solutions sont obtenues à l'aide de la méthode de superposition de fonctions propres. Le modèle est validé à l'aide de mesures publiées obtenues à partir d'expériences menées à l'aide d'outils d'oscillation axiale à l'échelle du terrain. Les résultats montrent une concordance raisonnable entre les prévisions et les mesures à différents déplacements axiaux, fréquences de vibration et chutes de pression du système. L'utilisabilité du modèle mathématique a été validée avec des données expérimentales publiées avec un écart moyen observé d'environ 14,5 %. Contrairement aux modèles existants, le nouveau modèle tient compte de l'effet combiné de la chute de pression d'excitation et de la fréquence de vibration sur le déplacement axial.