|
|
силы. В нелинейных системах, кроме основных колебаний с частотой а, могут одновременно происходить колебания с частотами mw
а/
(супергармонические колебания) и / n (субгармонические колебания) (где m и n - целые числа). Исследование субгармонических колебаний показывает, что величина их амплитуды ограничивается силами сопротивления, следовательно, исключить возникновение субгармонических колебаний можно при увеличении демпфирования системы.
В нелинейной системе возможно возникновение параметрических колебаний, поддерживаемых внешними силами. Выделяют несколько причин параметрического возбуждения механических систем:
- периодическое изменение жесткости;
- периодическое изменение параметрических нагрузок;
- периодическое изменение инерции системы;
- смешанные случаи.
Так как колебания осевой нагрузки передаются через колонну труб, являющуюся нелинейной системой, на которую влияют различные факторы (ветровая нагрузка на наземное буровое оборудование, колебания вала турбобура и т.д.), то колебания в таких системах рассматривают как случайную величину.
Под действием случайных колебаний глубинное буровое оборудование совершает сложные колебательные движения. В основном случайные колебания относят к вредным колебательным движениям, амплитуда и фаза которых являются случайными функциями. Под действием колебаний различных видов в элементах динамической системы возникают дополнительные колебания (деформации в материалах, трения в соединениях и т.п.), называемые «случайным шумом» [3].
Для выявления влияния случайных колебаний на глубинное оборудование используют теорию случайных функций, корреляционную теорию, теорию марковских процессов [4].
Хаотические колебания, как результат усложнения режимов регулярных периодических колебаний при изменении управляющих параметров, могут возникать в сильно нелинейных системах. Хаотические колебания характеризуются сильной чувствительностью к начальным условиям.
Анализ экспериментальной информации показывает, что случайные колебания, возникающие в технических системах, часто имеют детерминированный характер. Они порождаются самой системой и поэтому могут служить важным источником информации о ее внутренних характеристиках [4, 5].
При бурении скважин иногда возникают интенсивные вибрации бурильного инструмента, приводящие к резкому снижению механической скорости бурения и увеличению числа отказов бурильного
|
