50T修井机井架应力及模态特性有限元分析

采用梁、杆与板壳单元相结合的方法建立了50T修井机的双节井架力学仿真模型,通过载荷计算确定了分析边界条件,经大变形非线性计算获得了上下节井架不同构件在不同工况下的应力分布规律及其大小,通过对各个杆件应力的综合分析指出了危险截面;通过模态分析,得到了井架体动态特性。本文工作为修井机井架的减重设计提供了依据。     

ZJ7000型钻机井架可靠性分析

运用ANSYS软件建立了ZJ7000型井架的有限元模型,为充分考虑结构承载的实际情况,运用三维梁单元模拟井架结构的各个杆件,对该井架在设计载荷作用下进行了静力学分析,得到井架在各种工况下的最大应力和应变。井架结构的可靠指标β值能较好地反映出井架的承载能力,通过计算井架的最小β值可判断井架的可靠性。井架整体失效概率采用失效函数计算,求得井架的抗力系数,计算额定钩载下由于受力不均对井架各段可靠性的影响,为井架结构的设计提供了一种非常有效的计算方法和理论依据。     

ZJ70钻机井架静强度有限元分析

运用有限元分析方法,利用ANSYS软件,对ZJ70钻机井架进行了4种工况下的静强度分析,计算出了井架的节点应力和节点位移,根据计算结果可知,井架在1、3工况下不满足强度设计要求。经过井架模型进行模拟优化后,提出了改进方案,使井架强度满足了设计要求。修改后的井架设计方案合理,为钻机井架设计提供了理论依据。     

基于SolidWorks Simulation别墅梯井架分析研究

许多别墅电梯因为没有配置预制井道,后期采用钢结构及铝合金型材组装作为井架的情况越来越多,井架强度的校核对于别墅电梯的正常安全使用至关重要.针对别墅电梯市场中应用较多背包式电梯井架,对电梯的运行工况、材料属性、受力计算、铝型材截面属性等方面进行了相关研究.同时建立了有限元模型,并对有限元分析结果作了分析及总结.应力和变形...     

基于ANSYS10.0的JJ170/30-K型井架结构研究

采用有限元法建立了K形井架的有限元分析模型,将钻机井架各杆件简化为空间梁单元,对钻机井架三维计算模型进行了离散,给出了模态分析和稳定性分析结果,得到了井架的固有频率和振型等重要参数。结果表明,该井架最大应力位于井架中段前立柱198单元,最大应力值为160 MPa;其安全系数为2.15,满足美国API安全系数的要求。通过将井架的固有频率与钻机的设计工作转速进行比较,并对各阶模态主振型进行分析,得出该钻机井架结构设计合理的结论。     

基于可靠性理论的海洋双井架分析

采用ANSYS软件对某海洋钻井双井架进行不同工况的静力分析和屈曲分析,得到井架在各种工况下的最大应力和临界载荷,由此分析井架是否满足可靠性分析的基本要求。计算出井架的结构可靠性指标β的最小值判断井架的可靠性。为海洋钻井双井架的设计、优化、评价提供一定的理论依据。     

半潜式平台井架结构疲劳特性分析

针对半潜式平台井架在连续起下钻的工况,建立了井架疲劳分析模型。利用有限元分析软件ABAQUS数值模拟了井架的工作过程,获得了应力场的分布特性,并以此为基础结合疲劳累积损伤理论利用fe-safe软件读取井架应力结果进行疲劳寿命分析。结果表明:井架二层台附近立柱的应力集中处寿命较低,4个立柱顶端的寿命也相对较低,这些区域均为高应力区域;在疲劳破坏情况下,井架没有明显的塑性变形和载荷的重新分配,井架研究结果与实际寿命情况吻合较好。     

基于有限元法的井架结构分析

应用大型通用有限元软件ANSYS对井架结构进行了计算载荷下的静力分析,介绍了有限元法用于结构计算的基本方程和原理,求得了井架结构的失稳荷载,为井架结构的设计提供了有价值的理论依据和一种非常有效的计算方法.     

石油钻机井架底座的疲劳寿命预测

根据允许应力幅值法研究了石油钻机井架底座钢结构疲劳寿命的工程预测方法,分析了钻机起下钻作业疲劳荷载谱以及等效应力幅系数的计算方法,提出了石油钻机结构疲劳寿命计算的结构流程.最后以海洋70LDB钻机为例进行了疲劳寿命计算,计算结果表明,该型钻机设计合理,有较大的寿命安全系数.同时也验证了该疲劳寿命计算方法可以有效应用于石油钻机井架底座的疲劳设计,具有良好的工程应用价值.     

油田车载修井井架力学分析与结构优化设计

摘要;以XJ350修井机用JJ135／33井架为例,分析其结构特点,采用有限元分析软件对该井架进行静强度分析。主要对3种工况进行了有限元静力分析,即最大钩载工况、非预期工况和预期工况。得出在给定载荷作用时的应力和位移。通过结构静态分析,获知井架的应力集中部位。对井架各部分的结构进行优化．对井架上体缩口角度、井架上体与天车接合段以及井架材料及型材的选择方面进行了优化分析。     

自升式井架计算分析及拉力试验

基于海洋平台自身的空间范围,自升式井架已成为海洋钻井平台最常用的一种井架。此类井架主要是以液压绞车为动力源,通过底段的滑轮系统进行起升。通过对自升式井架特点的介绍,确立井架在最大钩载(4500 k N)的工况下,采用SAFI 6.5.1.2结构计算软件对LF13-2井架结构进行建模、施加约束、定义载荷,进行计算分析,最终获得各个受力单元的ULS值,用于校核整个井架的强度。此外,对井架进行了静态应变-应力试验,得到相对应的抗压和抗弯比率来验证SAFI软件计算的结果。经分析校核,SAFI理论计算结果与试验结果一致,满足实际承载要求。     

ZJ80/5850D钻机井架及底座静强度分析

随着石油天然气资源的逐步开发,超深井钻机的设计开发应用已成为大势所趋。井架底座作为钻机起升及钻井的重要部分,井架底座的强度及安全性设计尤为重要。笔者以ZJ80/5850D为研究对象,通过SAFI有限元软件进行该钻机井架底座钢结构在作业、起升各种工况组合下的静态分析及计算。依据API Spec 4F 3版中载荷设计的原则,选取工况1 a、工况2和工况3 a完成钻机井架及底座的静态分析,得到结构的应力分布和变形情况,并给出安全系数。     

基于Workbench齿轮齿条石油钻机井架静力学分析

基于Workbench分析软件,借助Solid Works三维软件建立齿轮齿条钻机井架模型,计算得到了齿轮齿条钻机井架在各种工况下的变形及应力,为齿轮齿条钻机井架的设计提供了理论支撑。     

钻机井架多尺度模型界面连接实现与力学分析

多尺度模型自提出以来,已被广泛应用于大型结构中,成为结构检测和安全评估的重要方法之一.以钻机井架为研究对象,针对井架在以往有限元仿真过程中出现的问题,采用多尺度模拟方法进行局部节点与杆件的应力响应分析.利用ANSYS有限元软件,引入多点约束方程法实现多尺度之间的界面连接,从而保证施加的力能够在不同尺度单元间的正常传递.分别对钻机井架多尺度模型与传统模型进行力学行为分析,对比结果验证了钻机井架多尺度模型的合理性与有效性.     

JJ170/42-K型钻机井架整体结构稳定性分析

将研究对象定位为JJ170 /42-K型井架,运用ANSYS软件建立了井架结构模型,通过有限元计算方法和理论折算算法,分别对井架整体结构稳定性进行了分析.通过对这2种分析方法的比较得出,该型井架不会出现整体失稳的问题,而且这2种方法都可以用作井架整体结构稳定性的分析.     

JJ225／43-K井架有限元模态分析

采用有限元ANSYS分析软件,对JJ225／43-K型钻机井架进行了自然状态下模态和8度罕遏地震振型谱分析,得出了井架的前10阶模态频率、相对应的主振型和地震影响参数,以及井架应力应变的最大单元。结果表明,该井架能够承受8度罕遇地震的破坏,结构设计合理。     

海洋自升式井架起升设计

自升式井架是海洋石油钻井平台的一种常用井架,其起升形式采用液压绞车为动力,通过起升滑轮系统完成井架垂直起升过程。通过对井架起升原理及过程的阐述,确立井架底段在井架起升过程中的重要作用,确定井架底段关键的尺寸;通过对井架体起升工况下的静力学计算,用SAFI 6.5.1.2软件完成对井架底段载荷分析,合理选定主要受力构件的材料和截面。     

基于测试与有限元仿真的海洋井架安全评定

为了评估井架在钻井作业时的安全性,以某塔形井架为原型,根据相似关系确立了缩尺比和钢材型号,建立了实验室模型井架。对模型结构进行了有限元静力分析和模态分析及相应的静力测试和模态测试,得到了模型井架的应力分布规律和前10阶固有频率和模态振型。将测试结果与有限元分析结果进行比较,误差在允许范围内,验证了仿真分析方法的正确性。最后对模型井架进行了安全评定,并根据相似关系将模型井架的评定结果外推到实际井架,进而判断实际井架的安全性并得出其满足安全性要求的结论。为实际井架的安全评定和结构优化设计提供了方法,为井架的工程设计和使用提供参考。     

二阶效应和几何缺陷对井架稳定性的影响研究

AISC360-2016二阶分析需要考虑的因素众多,钻机（井架）结构有特殊性。文中分析了稳定分析需要考虑的因素及对应处理方法,着重分析了二阶效应和几何缺陷的影响,依据AISC360-2016验证了SACS软件的二阶效应分析能力,然后采用SACS软件,结合某井架分别采用一阶分析和考虑假想力的二阶分析,以及不考虑假想力的二阶分析3种情况,通过对计算结果的对比分析,对AISC360-2016二阶分析对石油钻机井架计算的影响进行了分析研究。结果表明：SACS软件具有二阶分析的功能;二阶分析对石油钻机的结构计算影响较大,而假想水平力的影响较小;计算中应同时考虑P-Δ效应和P-δ效应,可以不考虑假想水平力的影响。按旧版标准计算的钻机结构重新启用时应慎重,通过严格计算并采取加强措施。对石油钻机井架的稳定性计算有一定的指导和借鉴意义。     

WTZ350 物探钻机井架平面内稳定性研究

首先以薄壁构件拉压弯扭理论为基础建立钻机井架平面内稳定性计算模型,根据能量法和势能驻值原理对井架进行了平面内稳定性理论计算和数值模拟验证,数值模拟与理论计算结果基本吻合。然后对5种常用结构钢井架进行了材料非线性分析。结果表明:5种结构钢井架在提升钻进过程中发生线性屈曲时井架薄壁的最大应力超过了材料的屈服强度,失稳类型为弹塑性失稳;弹塑性失稳安全系数y随着材料屈服强度x的增大而增大,线性拟合函数关系为y=0.007 07x-0.016 51;屈服强度大于313.5 MPa的钢材料满足井架平面内弹塑性稳定性要求。