HJJ675/52-T型海洋井架在风暴自存下的特性分析

海洋井架不但承受工作载荷,同时也承受风载荷以及海洋环境载荷。运用ANSYS有限元软件建立了HJJ675/52-T型海洋井架模型,对井架所受的风载荷进行了计算,对井架进行了模态分析和谐响应分析,指出了井架在风暴自存工况下的薄弱环节。建模时井架上所带的扶梯、栏杆等附件以及天车、游车、顶驱、二层台等装置视为集中载荷施加于相应节点上。分析结果表明,节点的位移频率曲线反映了井架的共振特性;实际操作中应根据钻井工况的不同,调节绞车的转速使其避开井架的固有频率,以免引起井架共振。     

张力腿平台模块钻机井架设计及风动力学分析

针对流花油田TLP平台示范开发工程项目,开展了张力腿平台模块钻机关键设备应用研究。在分析3 150 kN井架设计要求的基础上,确定了井架的主要技术参数和结构方案,即采用单斜瓶颈式塔形结构,有效高度46.6 m。应用SACS有限元分析软件,在钻井作业工况、风暴载荷和拖航工况3种工况下对井架的强度和稳定性进行计算分析。结果表明,在钻井作业工况下,UC值最大为0.96,位于绞车侧井架上部立柱,小于允许值1.0。井架材料的综合利用率较高,结构设计满足API SPEC 4F规范要求。利用SACS软件对井架进行模态分析,井架低阶固有频率超过1 Hz,不属于风敏感结构。当风暴作用频率接近3.2 Hz 时,可能对井架产生共振破坏。     

HJJ450／45-T型海洋井架动力特性分析

为获得HJJ450／45-T型海洋井架的自振特性（固有频率和振型）和井架结构在地震激励作用下的随机振动响应,应用有限元软件ANSYS对HJJ450／45-T型海洋井架进行模态分析和随机振动分析。确定了井架结构的固有振动特性,分析了井架顶点在地震激励作用下的位移、加速度响应。结果表明,HJJ450／45-T型海洋井架刚度富余,地震激励作用下,井架在激励方向上的随机振动响应最为明显,而且在转盘最高转速下有发生共振的危险。     

海洋15000 m双井口井架设计及结构分析

钻机井架的结构设计分析将直接影响钻机的使用寿命,现有的分析计算仅限于K形井架和单井口塔形井架的主体结构,而井架上的天车、二层台及一些附加设备对井架的静强度有较大的影响。鉴于此,建立了完整的双井口井架模型,包括天车和二层台等结构,并且把被简化的排管机等设备以质量点的形式添加到模型相应的位置,分析井架的静强度,使得计算结果更准确,更贴合实际。采用专业有限元分析软件SAFI对井架的正常作业工况、自存工况和拖航工况进行了分析优化,使其达到质量最轻、结构最优,并能满足强度和刚度要求。同时,为了分析井架的动力学特性,对其进行了模态分析,得出井架的1阶振型位于顶驱的振动频率范围内,容易产生共振;井架前后片架和天车滑轮起重架刚度较弱,在井架共振时结构不稳定。研究结果对于超深井双井口井架的现场应用和进一步优化具有一定的参考作用。     

基于SAFI的海洋塔形井架的拖航计算分析

由于海洋环境恶劣,为了保证自升式平台配备的塔形海洋井架的结构安全,除了静载工况外,研究井架在拖航运输过程中的载荷变化过程很有必要。用SAFI软件对海洋塔形井架的拖航运输工况进行了计算分析,包括拖航过程惯性载荷和动态分析。该方法还可为深海钻井平台上的动态海洋井架设计提供借鉴。     

深水半潜式钻井平台总体强度计算技术研究

为研究深水半潜式钻井平台总体强度计算技术,以3000m深水半潜式钻井平台为实例,分析考虑的载荷工况包括拖航、操作和生存3种工况,根据这3种工况计算设计波参数,并通过计算获得在这3种工况下的波浪载荷。在建立了深水半潜式钻井平台的总体结构模型后,对结构模型施加设计波浪载荷,通过有限元计算分析,获得了总体结构的应力计算结果和应力分布趋势,为结构总体强度的评估提供了依据。     

基于ANSYS的HJJ31546型海洋井架安全性分析

采用ANSYS软件对HJJ31546型海洋井架进行不同工况下的静力计算、模态分析及地震谱响应分析,得到了井架结构的固有频率、振型及在各种工况下的最大应力。结果表明:HJJ31546型海洋井架符合API Spec 4F设计规范;外界环境频率接近1.5Hz时,井架可能会因共振而受到破坏;井架沿地震位移激励方向的响应明显。所得结论可为海洋钻机井架的设计、优化、评价提供理论依据。     

高强度材料在超深井钻机井架底座中的应用

超深井钻机井架底座在结构形式、构件布局、主体材料的选取等方面均有较高要求,常规的井架、底座主体材料难以满足超深井钻机特定的载荷和工况要求。通过对超深井钻机井架底座的结构分析、高强度材料的性能分析与对比以及井架底座有限元强度分析,最终选择具有高强度、高冲击韧性和良好焊接性的低合金高强度结构钢Q420E作为超深井钻机井架底座主体材料,并总结出高强度材料对超深井钻机井架底座结构性能的影响以及高强度材料的应用原则。     

9000kN深水钻机井架设计与试验

深水钻机井架在作业过程中不仅要承受环境载荷和操作载荷,还要承受由于平台运动而产生的动力载荷。在分析9 000 kN深水钻机井架设计要求的基础上,确定了井架的主要技术参数和结构方案,即选择单斜瓶颈式塔形结构,有效高度64 m;同时应用有限元分析软件SACS对井架进行了计算分析,并依据相似原理设计了井架的缩放模型,对模型井架进行了动态载荷和最大钩载荷联合加载。分析结果表明:井架在操作工况和风暴工况下的最大UC值分别为0.984和0.933,满足API Spec 4F规范;模型井架的最大Von Mises应力为126.12 MPa,结构的安全系数为1.67,验证了有限元计算的正确性。所得结论为我国的海洋井架设计提供了参考。     

陆地超深井四单根立柱高效钻机

目前传统陆地石油钻机多采用立柱长度为28. 5 m的三单根立柱进行钻井作业,为了实现超深井的钻井提速提效,采用立柱长度约38. 0 m的四单根立柱进行钻井作业,可以提高游车高速运行区段,减少钻机起下钻频次,提高钻井效率。从井架高度、绞车滚筒容绳量、井架起升系统、立根靠放可靠性及钻井钢丝绳选型等方面对四单根立柱钻机关键技术进行分析,得出解决关键技术的可行方法。现场应用结果表明:超深井四单根立柱钻机明显提高了钻井效率,缩短了钻机周期,比三单根立柱钻机全井起下钻综合提速15%左右。四单根立柱钻机的研制成功为复杂深井的钻井提速提效提供了新的技术支撑,其应用前景十分广阔。