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石油钻机井架动态响应研究

在油田钻探中,石油钻机井架是钻机起升设备的重要组成部分之一,起着安放天车,悬挂游车、大钩及专用工具,在钻井过程中完成起下钻、下套管等操作诸项作用。井架结构所承受的载荷除了自身恒载作为静载荷外,还要承受提放钻具的大钩载荷、风激励产生的风载荷以及钻机振动时产生的振动载荷等作用,这些载荷都是随着时间变化的动载荷,而现有的理论研究多偏重于运用静力的方法来完成,忽略了特殊情况下的纵向冲击和正常工作阶段受周期性持续载荷等时间载荷的作用。传统的静力分析方法显然不够准确、全面,所以只有以动载荷作为井架结构所承受的实际载荷来研究井架的动力特性,才能使井架设计与安全评定等理论更准确、更科学合理。 本文主要以前开口钻机井架为对象,根据弹性体理论和模型等效原则建立了用于动态特性分析的井架系统动力学模型,并根据井架结构特点和工作实际将其划分为特殊工作状态和正常工作状态两种工况,通过概率统计方法,以大钩载荷为统计变量获得井架竖向载荷概率模型,继而采用国内惯  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北工业大学
河北工业大学

石油钻机井架动态响应研究

石油钻机井架是钻机井架系统中重要的组成部分,在钻井作业过程中,井架是悬挂游车、大钩、天车、工作梯等设备的安装部位,是整个系统中结构制造最难、设计要求最高的部分,同时钻机井架结构的工作环境相对于一般钢架结构复杂恶劣。井架结构所承受的载荷只有自身重量为静载荷,其它载荷都是动载荷,而某公司通常采用经验和等效静力相结合的方法来设计井架结构,其仅能满足井架结构设计的基本要求,但往往导致结构重量增大,设计成本增加等。所以开展钻机井架动态响应研究对井架结构设计更准确和安全评估更合理具有重大意义。本文针对该公司石油钻机井架产品,利用ANSYS软件进行了动态响应研究,主要取得了下列研究成果:(1)对钻机井架结构承受的载荷工况进行了分析。通过现场考察及查阅文献确定了该钻机井架系统进行有限元计算时的实际载荷工况,并且将载荷工况系统化,为该系统进行静力分析、动态分析及结构优化等有限元分析奠定了基础。(2)对钻机井架结构的模态及谐响应进行了分析。模态分析...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

石油钻机井架动态响应分析

井架是石油钻机起升设备的重要组成部分之一,在油田钻井中,用于安放天车,悬挂游车、大钩及专用工具,起下钻、下套管等。作为承载构件的钻机井架,其工作环境远比一般的钢结构物恶劣。井架结构要承受提放钻具的大钩载荷、风激励产生的风载荷以及钻机振动时产生的振动载荷等动载荷作用。目前,采用等效静力法研究井架结构,仅仅能满足井架设计阶段的基本要求,对井架在动载下的振动响应没有进行深入研究。特殊情况下的纵向冲击响应,正常工作阶段受周期性持续载荷作用的响应,以及在风载荷作用下的风致振动问题已经受到关注。在动载下对井架进行动态响应分析,能够更有效地减少或避免油田生产中发生的井架动力失效或被风刮倒而造成的安全事故。因此,开展动载荷作用下的钻机井架动态响应研究,对井架结构设计和油田安全生产有着重要指导意义。本文主要以前开口钻机井架为对象,根据弹性体理论和模型等效原则建立了用于动态特性分析的井架系统动力学模型,并根据井架结构特点和工作实际将其划分为特殊工作...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>

《石油矿场机械》2015年10期
石油矿场机械

JJ170/41-K型石油钻机井架结构动态响应分析

结合JJ170/41-K型石油钻机井架的工程设计实例,基于ANSYS对JJ170/41-K型井架结构进行模态分析和随机振动分析,得到井架的自振特性(固有频率和振型)和井架结构在地震激励...  (本文共4页) 阅读全文>>

大庆石油学院
大庆石油学院

石油井架的动态测试研究

本文为中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“在役钻机安全评定方法”中的部分研究内容。研究工作主要集中于在用井架安全承载力的动态测试与评定方法研究。本课题根据振动分析理论并结合有限元仿真计算以及实验室井架模型的动态测试,提出了一种评定井架安全承载能力的动态参数评定方法,该方法可以真实地反映井架整体结构的实际性能,科学全面地对现场井架进行安全评定。本文首先根据井架的结构特征和受力特点将井架结构简化为一根沿长度上质量均匀分布、刚度恒定的简支梁模型,并对井架结构简化模型进行振动分析,推导出井架结构作用载荷与其动态参数之间的关系式,从理论上验证了动态参数评定井架承载能力的可行性。有限元分析主要在开发ANSYS软件的基础上,根据井架实际构成形式,将杆件简化为三维空间梁单元,建立井架计算机数值模型,分析井架结构的动力特性,得到了井架模态特征以及井架结构作用载荷与其动态参数之间的关系;测试分析主要以DASP软件为分析平台,使用大容量数据...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国石油和化工标准与质量》2020年01期
中国石油和化工标准与质量

石油井架检测的常见问题解析

在石油开采工作中,石油井架是其中一个非常重要的设备类型,但是由于使用年限过长或者是本身质量存在问题,造成了石...  (本文共2页) 阅读全文>>

《石油机械》2017年03期
石油机械

具有多种移运方式的井架模块研制

常规井架搬家时需被分成许多块,造成移运车次繁多,安装拆卸费时费力。鉴于此,研制了一种具有多种移运方式的井架模块。该井架模块可以和天车、底座、游吊、顶驱组合体及牵引装置一起移运,整体拖挂移运可实现当天转场并开钻,也可以上、...  (本文共5页) 阅读全文>>