连续管作业设备具有作业效率高、成本低、操作简单、运输方便等独特的优势,作业工艺从简单的冲砂和修井发展到测井、酸化、压裂、钻磨、钻井等。然而,随着连续管作业的领域范围和复杂程度的不断提高,在油田现场作业过程中,连续管作业车多次出现不同的故障,如注入头夹持性能不稳定,发生连续管打滑、溜管等现象;夹持块咬伤连续管,出现咬痕、划伤等伤害;连续管发生夹持变形等诸多问题,导致作业失效或连续管提前疲劳失效(缺陷损伤加速疲劳)。注入头夹持系统作为注入头的核心机构,提供了注入头对连续管的夹持力,直接影响到注入头的工作性能。所以为揭示夹持系统与连续管的作用规律,提高注入头夹持性能,本文对注入头夹持系统的动力学特性进行了相关研究,主要研究内容如下:(1)建立注入头夹持系统动力学模型。结合连续管注入头夹持系统的基本结构组成、工作原理和工程应用,分析影响注入头夹持性能的结构因素和工作因素,在一定假设的基础上建立注入头夹持系统动力学模型。基于多体系统传递矩阵法,建立了各元件间的传递矩阵与传递方程,构建夹持系统的总体传递方程和传递矩阵。(2)对动力学模型中出现的弹性元件的刚度特性进行分析与计算,建立驱动夹持系统的液压缸液压弹簧模型。依据扩展传递矩阵法建立夹持系统的总体扩展传递方程,基于MATLAB编程求解夹持系统各联结点的动态响应。得到了不同系统刚度特性下的夹持力波动幅值。(3)在AMESim软件仿真环境下分析了夹持系统的动力学特性,对比研究了不同参数对夹持力动态响应波动幅值的影响。研究表明,振动参数和夹持系统弹性垫刚度显著影响了夹持力的波动幅值。在一定范围内减小弹性垫刚度是提高夹持性能的有效手段,同时推断出可提高液压缸液压弹簧刚度来提高夹持系统的动态性能。本研究为提高注入头的夹持性能做出理论分析,为改进连续管夹持系统结构设计和连续管作业操作工艺提供了指导和科学依据。