Bohrstrangschwingungen führen in der Regel zu einer verkürzten Lebensdauer der Bohrstrangkomponenten und der darin enthaltenen elektronischen Bauteile. Insbesondere die Vermeidung von Lateralschwingungen ist von hoher wirtschaftlicher Relevanz, da die damit einhergehenden hohen Biegewechselbeanspruchungen und Stoßbelastungen das größte Schadenspotential für die Bohrstrangkomponenten bergen. Erschwert wird die messtechnische und modellbasierte Vorhersage von Biegeschwingungen durch den Umstand, dass diese stark lokalisiert auftreten bzw. von unterschiedlichen Prozessparametern und Randbedingungen, die wiederum Schwankungen unterworfen sein können, abhängig sind. Basierend auf der Transfermatrixmethode wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein recheneffizientes strukturdynamisches Modell entwickelt. Am Beispiel einer Bohrstranggeometrie wird das freie und erzwungene Schwingungsverhalten unter Annahme von zufällig verteilten Parameterwerten untersucht. Des Weiteren werden erstmalig Methoden der globalen Sensitivitätsanalyse im Kontext der Bohrstrangdynamik angewandt und es wird dargelegt, wie diese für eine robuste modellbasierte Auslegung genutzt werden können, um eine Minderung von Lateralschwingungen zu erzielen.
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Bibliographische Angaben
Erscheinungsjahr
2024
Erscheinungsdatum
16.08.2024
ISBN-Print
978-3-95900-970-6
ISBN-Online
978-3-95900-970-6
Verlag
TEWISS, Garbsen
Reihe
Berichte aus dem IDS
Band
02/2024
Sprache
Deutsch
Seiten
143
Produkttyp
Monographie
Inhaltsverzeichnis
KapitelSeiten
Titelei/Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff Seiten I - XII
1 Einleitung und Motivation Kein Zugriff Seiten 1 - 4
2.1 Aufbau einer Bohranlage und Bohrprozess Kein Zugriff
2.2 Schwingungen von Tiefbohrsträngen Kein Zugriff
2.3 Modellierungsansätze Kein Zugriff
2.4 Maßnahmen zur Schwingungsminderung Kein Zugriff
3.1 Analyse des Forschungsstands Kein Zugriff
3.2 Zielsetzung Kein Zugriff
3.3 Vorgehensweise und Struktur der Arbeit Kein Zugriff
4.1 Grundzüge der Transfermatrixmethode (TMM) Kein Zugriff
4.2 Transfermatrix eines Bohrstrangsegments Kein Zugriff
4.3 Modalanalyse anhand der TMM Kein Zugriff
4.4 Harmonische Analyse anhand der TMM Kein Zugriff
4.5 Behebung numerischer Instabilitäten Kein Zugriff
4.6 Modale Superposition Kein Zugriff
4.7 Berücksichtigung der Bohrtrajektorie Kein Zugriff
5.1 Deterministische Parameter Kein Zugriff
5.2 Unsichere Parameter Kein Zugriff
6.1 Globale Sensitivitätsanalyse Kein Zugriff
6.2 Verifikation Kein Zugriff
6.3 Anwendung auf Teststruktur Kein Zugriff
6.4 Parameter Mapping Kein Zugriff
7 Diskussion der Ergebnisse Kein Zugriff Seiten 116 - 118
8 Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 119 - 123
A Parameter der Teststruktur Kein Zugriff
B Verwendete Hardware und Simulationsumgebung Kein Zugriff
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 125 - 140
Lebenslauf Kein Zugriff Seiten 141 - 143
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