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。

基于广义柔度矩阵的井架钢结构损伤识别

钻机井架结构在生产过程中会因各种原因而出现不同程度的损伤及破坏,为解决复杂工作环境下石油钻井井架结构健康监测中损伤识别问题,提出了一种基于广义柔度矩阵的井架结构损伤识别方法。相比于柔度矩阵方法,广义柔度矩阵仅需前几阶低阶固有频率及相应的模态振型便可确保计算的精度。在构建损伤控制方程的过程中,采用矩阵分块模式求解方法,与传统方法中需将单元刚度矩阵扩充整体刚度矩阵维数相比较,所提出的求解方法只需针对单元刚度矩阵的行数进行相应扩充,而列数不变,因此从计算量的统计角度分析可大大降低构建损伤识别控制方程的计算量。最后,以实际工程中的K型井架钢结构为例,结果显示对于不同的损伤位置及程度,该方法均具有良好的识别效果,可用于其他大型结构的损伤诊断或健康监测。

JJ225/43-K型石油钻机井架屈曲分析

根据结构稳定理论,使用ANSYS软件对JJ225/43-K型石油钻机井架进行了屈曲分析,得到了该井架在线性屈曲、几何非线性屈曲和双重非线性屈曲3种情形下的临界失稳载荷。通过对比分析可全面了解该井架的稳定性能,为安全使用提供依据。

K型井架有限元仿真分析及检测方案优化

建立K型井架有限元模型,对其设计载荷作用下的变形位移及应力分布情况进行仿真分析,从而确定井架承载过程中的主要危险应力区。基于有限元分析结果,结合SY/T6326-2008标准要求对井架检测方案中应变片的选择及测点规划布置进行适当优化,制定符合标准要求的井架检测实施方案,对井架安全检测评定工作具有一定的参考价值。

损伤缺陷对K型试验井架应力分布影响分析

以K型试验井架为例,用有限元分析方法,对无损伤井架以及存在截面腐蚀、立柱穿孔、斜撑缺失、载荷偏心等损伤和缺陷井架进行分析与对比。结果表明,立柱锈蚀、穿孔或开裂等局部损伤使井架立柱损伤部位应力明显增大,而对井架的整体应力分布影响不大;基础下沉对井架的下部立柱、人字架和斜撑的应力分布有影响,而对其余各层影响不大;钩载偏心对井架各层的应力分布有较大影响,斜撑缺失使井架该位置及相邻层立柱和斜撑的应力明显增大,对其余各层的影响不大。对有损伤和缺陷的井架,除按照SY/T 6236—2008标准进行检测评定外,还应对这些局部损伤和缺陷本身进行安全评定。

前开口“K”型井架起升过程有限元计算与分析

以前开口"K"型井架为研究对象,利用ANSYS软件建立其三维有限元模型,分析了在井架起升过程中,井架起升钢丝绳拉力及大钩荷载随起升角度的变化规律,得到了可靠结论。

直立无绷绳井架车装修井机方案研究

为了满足特殊地区开发丛式井的需要,以冀东端岛的条件为假设,提出了一种新型钻修机。该钻修机吸收了国内外的先进技术,拥有传统车装、撬装钻机的优点。该钻机采用K型井架;在海洋环境下使用,钻台的安装方式不同。该方案不仅适合人工岛的作业要求,也为丛式井作业做出了初步探索。