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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)申請(qǐng)的專利一種鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)分析方法及裝置獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN119167582B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202410838702.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/20；該發(fā)明授權(quán)一種鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)分析方法及裝置是由陸承達(dá);趙文鑫;黃杰;吳敏設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-06-26向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)分析方法及裝置在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明提出了一種鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)分析方法及裝置，涉及鉆探工程領(lǐng)域。針對(duì)PDC鉆頭破碎巖石的物理力學(xué)特性，建立考慮摩擦與切削作用的鉆頭—巖石作用模型；考慮鉆柱系統(tǒng)多自由度特性和近鉆頭動(dòng)力工具作用，建立具有地面和近鉆頭動(dòng)力工具作用的鉆柱集中參數(shù)動(dòng)力學(xué)模型；結(jié)合考慮摩擦與切削作用的鉆頭—巖石作用模型，聯(lián)立獲得考慮近鉆頭動(dòng)力工具作用的鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型；進(jìn)而利用實(shí)際數(shù)據(jù)，分析不同動(dòng)力工具輸出下的鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)特性。本發(fā)明的有益效果是：該模型可以有效刻畫(huà)鉆進(jìn)過(guò)程鉆柱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，為深入理解鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)特性、開(kāi)展鉆進(jìn)過(guò)程鉆柱振動(dòng)分析與抑制研究提供了一種可行方案，具有實(shí)用性和適用性。

本發(fā)明授權(quán)一種鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)分析方法及裝置在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)分析方法，其特征在于包括以下步驟： S1：建立考慮摩擦與切削作用的鉆頭—巖石作用模型； S2：考慮鉆柱系統(tǒng)多自由度特性和近鉆頭動(dòng)力工具作用，建立具有地面和近鉆頭動(dòng)力工具作用的鉆柱集中參數(shù)動(dòng)力學(xué)模型；結(jié)合考慮摩擦與切削作用的鉆頭—巖石作用模型，聯(lián)立獲得考慮近鉆頭動(dòng)力工具作用的鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型； 所述鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型的建立過(guò)程包括： 將鉆柱系統(tǒng)視為n自由度的質(zhì)量—彈簧—阻尼系統(tǒng)，建立軸向、扭轉(zhuǎn)維度的動(dòng)力學(xué)方程； 考慮每個(gè)集中質(zhì)量單元的軸向運(yùn)動(dòng)和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，忽視集中質(zhì)量單元的橫向運(yùn)動(dòng)； 將鉆柱系統(tǒng)的動(dòng)力輸入向量分為地面動(dòng)力工具輸入向量和近鉆頭動(dòng)力工具輸入向量，忽略近鉆頭動(dòng)力工具運(yùn)作時(shí)在橫向維度上對(duì)鉆柱系統(tǒng)的作用，近鉆頭動(dòng)力工具提供的軸向鉆壓和扭轉(zhuǎn)扭矩被視為僅作用在近鉆頭鉆具組合單元上； 建立具有地面和近鉆頭動(dòng)力工具作用的鉆柱集中參數(shù)動(dòng)力學(xué)模型； 利用考慮摩擦與切削作用的鉆頭—巖石作用模型描述鉆柱軸向和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的耦合關(guān)系，聯(lián)立獲得考慮近鉆頭動(dòng)力工具作用的鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型； S3：在建立的鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，利用實(shí)際數(shù)據(jù)，考慮近鉆頭動(dòng)力工具在軸向和扭轉(zhuǎn)維度上的作用，通過(guò)數(shù)值仿真分析不同維度近鉆頭動(dòng)力工具輸出對(duì)鉆柱軸向—扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)的影響。

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