海洋浮式平台钻机井架动态响应的试验研究

深水浮式平台钻机井架在海洋环境载荷和平台运动条件下会受到较大的动态载荷。为评价浮式平台运动对井架动力响应的影响,以某海洋浮式平台及其配套的塔型井架为依据,按照相似原理设计了井架模型及其平台的6自由度运动条件,利用大型地震模拟试验台阵系统实施了动态井架试验。对振动台沿6个自由度方向单独激励以及模拟作业工况、生存工况和设计生存工况的6自由度耦合激励条件下井架各测点的加速度和动态应变进行测试。发现井架对于纵摇和垂荡激励最敏感,而对艏摇激励不敏感;钩载的变化对井架动态响应的影响不大;基于平台在风浪流沿不同方向入射的运动响应,发现在迎风迎浪迎流条件下井架的动态响应幅值最大,受力状况最恶劣。     

钻机焊接变形的控制与校正

为了有效的控制井架钢结构件的变形问题,对影响变形的各种因素进行了分析,结合多年实际工作经验,再联系国际国内相关技术资料,本文深刻阐述控制井架钢结构焊接变形的主要方法与校正方法。     

实验井架的有限元分析和实验测试

通过建立有限元建模,对实验井架进行3种载荷的有限元分析,得出各个载荷作用下的井架的应力分布和井架变形,并和实验数据进行比较,分析误差,为进行井架的优化设计提供参考。     

实验井架的有限元分析和实验测试

通过建立有限元建模,对实验井架进行3种载荷的有限元分析,得出各个载荷作用下的井架的应力分布和井架变形,并和实验数据进行比较,分析误差,为进行井架的优化设计提供参考.     

井架的静力非线性计算

本文介绍了用变几何刚度矩阵法对井架结构进行非线性分析的原理和方法,以3200m钻机的K型和A型井架为算例,验证了所编的分析程序,计算结果表明:井架的主要变形为侧面变形,正面变形很小,非线性计算的位移值比线性计算的大20％以上;井架同一层各弦杆的轴向力分布不均匀,前侧的大,后侧的小。非线性计算结果表明了这种不均匀程度的加剧;井架的弯曲应力不可忽略,因而井架的计算模型应选为空间刚架模型;K型井架的承载能力大于 A型井架。分析验证表明,非线性分析程序可以用于井架结构的分析计算。     

三种类型的3200m钻机井架抗扭特性分析

对在用的３２００ｍ钻机的塔型、Ａ型和Ｋ型井架抗扭特性进行了分析,以满足正在发展的顶驱钻机的需要。采用非线性计算方法对井架的杆件应力进行了计算。计算结果表明,承受压、扭联合载荷时,塔形井架的应力最低。与仅受压载荷相比,井架承受压扭联合载荷时,弦杆应力稍有增加,而非弦杆应力有较大的增加。加强局部井架杆件的承载能力,现有三种井架均可以满足顶驱钻井的需要。     

绷绳对作业井架安全承载能力的影响研究

作业井架在工作时多向井口方向倾斜，需要用绷绳来保持结构的稳定性，绷绳是作业机井架不可缺少的支承。绷绳型号、数目，位置，预紧力及与井架之间角度的变化会对井架安全承载力造成很大影响。本文利用ANSYS软件，将作业井架简化为三维空间梁和杆组合结构，建立了数值模型。通过变换绷绳横断面积，绷绳弹性模量，数目．位置及布置形式等参数，对井架的应力及变形情况进行了分析，得到井架承裁力的变化规律，为现场修井作业提供了参考和依据。     

三种类型的3200m钻机井架抗扭特性分析

对在用的３２００ｍ钻机的塔型、Ａ型和Ｋ型井架抗扭特性进行了分析,以满足正在发展的顶驱钻机的需要。采用非线性计算方法对井架的杆件应力进行了计算。计算结果表明,承受压、扭联合载荷时,塔形井架的应力最低。与仅受压载荷相比,井架承受压扭联合载荷时, 弦杆应力稍有增加,而非弦杆应务有较大的增加。加强局部井架杆件的承载能力,现有三种井架均可以满足顶驱钻井的需要。     

杨村煤矿副井井架基础防冻、隔温设计优化

国投新集能源股份有限公司杨村煤矿副井井筒净直径7.5m,冻结深度725m。由于冻结深度深、冻结时间长,设计冻结布孔圈径大,使得副井井架基础与冻结孔之间距离较小,井架基础施工与冻结期间两者相互影响。为确保副井井架基础不受冻土影响变形,防止井架基础隆起或下沉及井架安装后因不均匀位移产生破坏性内应力,对副井井架基础进行了防冻、隔温设计优化。     

深水钻机K型井架稳定性数值模拟研究

针对K型井架整体防护性较弱、在恶劣的海洋环境下可能发生失稳的问题,以南海某深水半潜式平台在作业工况下的运动响应为背景,对浮式平台配套的K型井架进行了稳定性研究。平台动边界对井架产生的动载荷等效为惯性力施加在井架上,同时考虑海洋风载、平台倾斜使井架受到的重力横向分量以及平台升沉引起的附加动载荷,利用有限元模型计算了井架的受力状态和整体稳定性;研究了各杆件在轴力和双向弯矩下的局部稳定性;将前大腿等效为弹性支撑梁,在轴向压力作用下进行了屈曲分析;对比了该井架用于陆地钻井的稳定性质。结果表明,海洋环境载荷使K型井架的稳定性有较大程度降低,但仍满足该工况的稳定性要求。     

深井钻机K型井架动力模型模态试验与分析

深井钻机井架的动力特性极大影响着钻机钻进效率及结构安全,以缩尺比为1∶10的深井钻机井架动力模型为研究对象,采用数值分析的方法完成了模型井架的动力特性分析,应用冲击激励法对模型井架进行了动态特性测试。对比分析结果表明:仿真计算与实测的前5阶模态频率的相对误差均在10%以内且振型曲线大致相同,说明简化的有限元数学模型能够有效的反映出结构在低频段的频率与振型曲线特性,同时也验证了井架动力模型有效性,实测与仿真结果均表明转盘是引起结构低阶共振的主要原因。研究结果可为深井钻机K型井架的动态设计和结构动力修改提供理论依据。     

半刚性连接石油井架的动态特性研究

为研究焊接节点的半刚性对钻机井架结构动态特性的影响,通过组件法计算了节点初始刚度和极限弯矩的理论值.采用双向变刚度零长度螺旋弹簧模拟节点的半刚性,建立了半刚接井架的有限元模型并进行了自振特性和谐响应分析.与刚接井架对比表明:节点的半刚性对井架结构固有频率影响显著,随着连接节点刚度的减弱,井架低阶固有频率值呈现不断减小的趋势,而井架侧移和前倾趋势则显著增加,给井架安全带来一定隐患.     

基于有限元的JJ225/43-K型井架承载能力分析

基于ANSYS建立了JJ225/43-K型井架的有限元分析模型,分别进行了在最大钩载及风载、立根载荷、自重的组合作用下JJ225/43-K型井架的计算分析。应用ANSYS软件建立了井架模型,对模型施加不同载荷,分析得出井架最大应力部位,据此推断井架的极限载荷。运用模型修正理论结合现场实测的应力应变数据,对井架的仿真模型进行了修正,得出了井架的极限载荷数据,实现了对井架的承载能力的评定。     

运用微机对ZJ—15D钻机井架结构强度的分析

本文在最大吊重、最大风荷、水平起升和正常运转四种工况下,确定了ZJ—15D钻机井架的计算模型,并对载荷的简化和有关处理进行了探讨。利用大型塔桅结构强度分析的微机程序,对ZJ—15D钻机井架进行了强度计算,得出了各工况下井架各单元的内力和各节点的位移,并且分别用有限元法和经典的弹性稳定理论,校核了井架前大腿的稳定性。     

强震作用下损伤井架结构的力学演化规律

为了研究强震作用下损伤井架结构的力学演化规律,利用有限元建立某矿山井架结构的数值模型.在模型中,按15％失重率的梯度递增考虑井架立柱的局部损伤.首先对井架模型进行静力和模态分析,静力分析结果表明:随失重率的增加,井架结构损伤处应力和顶层最大位移均增大,并且呈现出二次函数关系;模态分析显示,在所选的失重率范围内,井架结构的局部损伤对其模态频率影响不大.接着对模型进行了强震作用下的动力分析,结果表明:随着地震波峰值加速度的增加,井架顶层最大位移、最大层间位移角和损伤处应力均呈现出线性增长.同时在地震波峰值加速度相同的情况下,失重率对井架结构顶层位移影响显著,和无损井架结构相比,结构顶层最大位移增幅达到76.89％.     

在用电动单梁起重机工字钢下翼缘变形的原因分析

本文对一台在用电动单梁起重机工字钢下翼缘变形的产生原因进行了分析,希望能够找出工字钢下翼缘变形的原因,杜绝此类问题的再次发生。     

井架总体稳定的实用计算

在实际工作中,井架的破坏往往都是因丧失稳定(简称失稳)而引起。井架的失稳一般可分为倾倒失稳和弹性失稳两种类型。前者是指整个井架作为一个刚体在外力(如风荷)作用下,不能维持其原来的位置而倾倒。而后者则是指整个井架或其中个别杆件作为一个弹性体,在外力作用下,原有稳定的平衡形式遭到破坏,或丧失承载能力。所以在弹性失稳中又包括总体失稳与局部失稳这两种不同的形态。 关于井架的倾倒失稳计算,一般可通过建立静力平衡条件的方法来求解。而井架的局部失稳计算,则可直接采用材料力学中的压杆稳定计算方法。至于井架的总体弹性失稳问题,目前还没有一种通用的计算方法。在两德是按一般钢结构设计规范计算, 而在苏联虽从     

一种基于PLC的石油钻井井架起升控制系统设计

针对传统石油钻机井架在起升过程中出现的因两侧液压缸伸缩不同步而导致的井架扭曲变形的问题,提出了一种基于PLC的井架控制系统设计。其基本思路是对两组液压缸分别采用位置传感器加电液比例阀构建闭环控制回路,回馈信号经PID控制器合理计算之后输出控制信号来调节电磁比例阀开度,以达到控制井架液压缸高精度同步伸缩的目的。文中详细描述了控制系统的基本原理,并在西南石油大学钻机起升综合实验平台上测试了控制系统,验证了控制系统的可靠性。     

一顶红色的"安全帽"

高高的井架、排排的矿车、悠悠的井巷、喧闹的矿山,勤劳的矿工每天都在用激情书写着矿山的乐章.那一张张被煤灰和汗水涂黑的笑容,绽放着幸福和喜色.这就是我们的矿工,这就是我们美丽的家园.     

销钉间隙对组装式∏型井架前大腿变形与稳定性的影响

文中讨论了组装式Π型井架前大腿弹性稳定性的计算原理,并进而从理论上探讨了销钉间隙对前大腿的稳定性和横向变形的影响。认为按弹性稳定理论,销钉间隙对前大腿的稳定性不发生影响,只会加大其横向变形,但按弹塑性稳定理论,销钉间隙的存在则会降低其抗失稳承载能力。井架前大腿失稳时几乎都超过弹性范围,故严格说应按弹塑性稳定理论计算之。