海洋钻井平台塔形井架整体安装方式探讨

海洋钻井作业环境复杂施工条件苛刻,海洋钻井井架通常选用强度高、稳定性好、底部开档大及司钻视野开阔的塔型井架。为缩短工期、降低成本,本文提出了塔形井架整体安装方案。通过对塔形井架吊装索具进行计算选取、对井架连接强度等进行校核计算,验证了井架整体安装的可行性。该整体安装方案成功应用于海洋石油282平台塔形井架的安装,为后续钻井平台塔形井架整体安装积累了经验。     

国外井架与底座——介绍和分析

文章就国外(主要是美国)的塔形井架、桅形井架、A形井架和底座的类型、结构特点,技术规范以及发展概况等分类进行了介绍,并对国外井架和底座提出了几点分析意见。     

关于钻井井架总体结构型式的述评

随着钻井速度的迅速提高,四十年代的塔形钻井井架的根本缺点(安装工作量大)显得十分突出。它远远不能适应快速打井的要求。因此,国外自五十年代中期以来就逐渐用地面组装、整体吊升的各类组合式井架(其中包括开式塔形、A形、W形和单桅杆型等)来取代塔形井架。到目前为止,除了超深井和一些海上钻井井架仍用塔形井架之外,几乎都采用了开     

对在用塔形井架的可靠性鉴定

文章重点讨论的问题包括:(1)根据井架鉴定的目的和要求,提出二阶段评定方法,即初级评定和综合评定。(2)对在用塔形井架可能出现的受损和缺陷进行分析。(3)对在用塔形井架评定原则进行初步探讨,提出以主要构件为主,次要构件为辅;应力测试为主,结构模态测试为辅的评判原则。     

初始弯曲对塔形井架承载能力的影响

本文以文献[1]为基础,根据塔形井架的结构特点,应用弹性稳定理论,在考虑构件(主弦杆)初始弯曲和井架整体初始弯曲同时存在的情况下,确定初始弯曲程度与塔形井架承载能力之间的关系,并绘制成图表,可供现场人员判定塔形井架安全工作能力之用。     

《石油钻采机械》1984年总目录

期号页次110八D曰.1﹃.上4710 531491 1 22 2 2 3 381550”23 16 22 1273 3 4 4 5 5 66一、钻机 国产ZJ20型钻机简介 塔形井架的破坏形式与原因探讨 石油钻机用全编织刹车块 一种新型绞车水刹车研制成功 SL7一130和CH一200型水龙头浮动冲管的防漏与修理 国内外石油钻机现状及对     

塔形井架基础初始缺陷的统计分析

文章对塔形井架基础初始缺陷(地基不平,底座一侧下沉)进行了测量与统计,确定了基础初始缺陷的分布规律,指出全部塔形井架基础初始缺陷值超过了规定要求的概率。     

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。     

石油钻机井架的现状与发展趋势

介绍了国外及我国石油钻机用塔形井架、Ａ形井架、Ｋ形井架和桅形井架等的现状与发展趋势。在对各类型井架结构特点和发展过程进行分析的基础上，提出了发展我国井架的若干设想：淘汰塔形井架；优先发展Ｋ形或Ａ形井架；积极开展顶驱井架的理论研究，同时为适应顶驱装置安装开展老式井架的改造；大力开发井架上的机械化、自动化设施；着手研究超深井大型井架。建议我国钢铁生产部门开发新的型钢品种，以进一步改善井架构件的受力状况。     

塔形井架绷绳系统的计算

以数学分析中悬链线理论为基础,根据力学、建筑学的有关理论和方法,导出了井架绷绳系统(包括绷绳和地锚)的全部计算公式,并以TJ_2—41型塔形井架为例,对现行绷绳系统参数和井架抗风能力进行了分析计算。阐明了井架发生倾倒的重要原因,并就绷绳系统的合理使用提出了若干建议。     

股役塔形井架承载力的二级模糊综合评判

目前，油田对服役井架类别划分的一刀切标准不够合理。服役井架承载力随已有缺陷的增加而降低的过程是渐变的，所以服役井架分类标准存在着模糊性。在讨论了股役塔形井架划分等级的模糊性后，研究了立柱弯曲度与弯曲数、螺栓孔胀大量、拉筋弯曲度、锈蚀率和钻机月等因素对各个评定等级的隶属函数及隶属度的确定。综合考虑井架、天车、底座和附件的状况，给出了确定股役塔形井架安全承载力的二级模糊综合评判公式。工程实际算例表明，     

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。     

服役塔形井架承载力的二级模糊综合评判

目前，油田对服役井架类别划分的一刀切标准不够合理。服役井架承载力随已有缺陷的增加而降低的过程是渐变的，所以服役井架分类标准存在着模糊性。在讨论了服役塔形井架划分等级的模糊性后，研究了立柱弯曲度与弯曲数、螺栓孔胀大量、拉筋弯曲度、锈蚀率和钻机月等因素对各个评定等级的隶属函数及隶属度的确定。综合考虑井架、天车、底座和附件的状况，给出了确定服役塔形井架安全承载力的二级模糊综合评判公式。工程实际算例表明，文中所述方法合理可行。     

海洋钻机井架技术现状及发展趋势

为推动海洋钻井技术向深水和超深水方向发展,进一步探索大型海洋钻机井架设计与制造技术,详细分析了目前海洋钻机井架的结构、制造技术和防腐技术,以及新形势下海洋勘探开发对海洋钻机配套设备的要求,提出了未来海洋钻机井架结构发展趋势:一是发展自升式K形特种井架;二是发展瓶式塔形海洋井架;三是发展带有钻柱运动补偿结构的井架;四是完善井架配套结构,提高井架适应性。最后建议发展海洋钻机井架新材料与新工艺。     

基于API标准的浮式平台塔形井架有限元计算

半潜式钻井平台的塔形井架承载大、高度高、工况恶劣,需重点校核其变形和应力。以某塔形井架结构及海洋环境数据为对象,建立井架有限元模型,采用API Spec 2C—2004规范确定井架的等效计算载荷,通过ANSYS软件模拟计算设计载荷作用下井架的变形位移及应力分布。结果表明,井架可满足正常作业工况下的强度要求;但在设计生存工况下井架的最大变形发生在井架顶端,达到30.28mm,最大应力发生在井架地脚与平台连接处,达到305 MPa,接近材料的屈服极限,需要引起高度关注。研究结果可为半潜式钻井平台井架设计计算与安全评定提供一定的参考。     

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。     

评估石油井架工作寿命及可靠性的新方法

材料的腐蚀是石油井架的主要破坏形式之一。依据井架材料腐蚀率来研究井架的极限工作寿命及可靠性的变化规律具有普遍意义。根据井架材料腐蚀研究的成果，结合有限元计算、结构可靠性分析等方法，探讨了A形井架的极限工作寿命及可靠性变化规律，指出该类型井架的极限工作寿命为50年左右，而对于某一具体井架，其工作寿命则须视实际工作状况和损伤状况而定。     

井架在风荷载作用下的可靠性分析

通过对克拉玛依油田地区多年气象资料的统计分析,求得年最大风速的概率分布。依此,对塔形井架在最大风荷载等两种工况下结构体系的可靠度进行计算。利用分枝限界法计算原理,结合启发式寻找技术,作为寻找主要失效模式的方法,采用Ditlevsen窄界限,对结构体系失效进行区间估算。并用JC法对井架在最大风荷作用下的整体抗倾覆进行了可靠度计算。经可靠性分析、计算,井架在两种工况下结构体系的可靠指标都达到了规定的要求;井架抗倾覆的薄弱环节是固定绷绳的地锚。     

人字架一次起升井架底座的应用

目前,用于石油钻机的井架主要有塔形井架、前开口自升式井架及伸缩式井架等.底座主要有箱叠式、大块式、二次旋升式、一次整体起升（弹弓）式底座等.井架与底座的组合则有多种,较常见的有旋升式井架底座、扒杆一次起升井架底座等.根据现场使用情况,文章介绍一种新的井架底座,即人字架一次起升井架底座,以便同行参考使用.     

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。