Abstract: T. Kasper, S. Tatzko, J. Wallaschek (2018)

During oilwell drilling operations, downhole tools experience inevitable harmful shocks and vibrations. In this paper modern methods for nonlinear time series analysis are applied to investigate drillstring dynamics. The attractor is the subset of the phase space covering the characteristic dynamic behaviour. From a single time series an attractor can be reconstructed by applying delay embedding. Transitions in the system dynamics can be effectively detected using the recurrence quantification analysis. It is employed on a Laval rotor with contact as a simple drillstring model for different friction coefficients, which have significant influence on the solution behaviour.

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Nonlinear time series analysis of drillstring lateral vibrations