THEMEAnalyse vibratoire des éléments mécaniques en rotation et la recherche des points critiques et vitesse dangereuse application sur la garniture de forage

Abstract

Revenons sur les quatre points principaux qui étaient traités dans ce travail de thèse, pour formuler notre conclusion : Il s’agit d’un modèle qui prédit le comportement de la garniture en termes de vibrations latérales en tenant compte de l’effet des autres modes de vibrations (couplage). La réponse dynamique du système est calculée dans le régime transitoire en considérant les interactions garniture-puits (forces de contact) et les interactions garniture-fluide (forces hydrodynamiques). Le modèle présenté, malgré son importance, permet d’étudier uniquement les trous à géométrie rectiligne avec une structure de forage courte et des conditions aux limites imposées au niveau de l’outil et des stabilisateurs ; les équations différentielles partielles du modèle dynamique sont non-linéaires et couplées, la méthode des éléments finis et la méthode de Newmark ont été choisies pour les résoudre. Les éléments finis ont permis une souplesse au niveau du choix des conditions aux limites et des historiques de chargement (les excitations). Quand l’excitation provient de l’outil, nous avons montré qu’il existe un certain couplage entre la réponse dynamique de la BHA et le comportement directionnel de l’outil. Un soin particulier a été apporté à l’algorithme de contact qui est indispensable pour garantir l’efficacité des simulations dynamiques. Il convient de signaler qu’un effort considérable a été déployé pour extraire de l’état de l’art les lois empiriques qui régissent le mieux l’action du fluide de forage . La réalisation d’un banc vertical pour reproduire les vibrations des tiges a fait partie de ce travail de thèse. Les simulations réalisées sur ce banc ont permis d’observer et d’analyser les conditions d’occurrence du phénomène de whirling. Dans le cadre de ce travail de thèse, l’étude réalisée sur ce banc n’est pas exhaustive et ne concerne que la vitesse de rotation et le poids sur l’outil. En revanche, le simulateur sera utile pour des recherches futures. Données de terrain : ces données ont permis la validation du modèle pour ce qui est des fréquences propres. L’analyse des données a permis aussi de mettre en évidence les situations de forage associées à des vibrations sévères (forward et backward)