新型车载式作业井架静动态应力测试与分析

大型修井机井架的强度是保证正常修井作业的安全指标。利用电测方法．对新研制的40型修井机井架进行最大负荷下的静态应力测试和额定负荷下的动态应力测试，指出组成井架上节的2根后腿的根部受力较大，应对其进行加固或改进；载荷下降过程的动载系数较起升阶段大1．3倍，设计该井架时应考虑。     

450t在役海洋钻机井架应力测试工装设计

为了解决海洋钻机井架应力测试时采用拉载专用工装加载时存在的拆卸回装喇叭筒及管道等附加工作量大、成本高的问题,提出了采用以下底座工字梁作为工装支撑,以钢丝绳索具连接工装与游车提环销来对海洋钻机井架进行加载的方案.依据SY/T 6326—2019标准及450 t在役海洋钻机井架的实际情况,确定了应力测试工装的主要设计要求,...     

基于应力测试的海洋修井机井架承载能力评价

常规井架承载能力评价方法主要采用应力测试法或有限元法,单独采用应力测试法存在杆件考察不全面等问题,而采用数值模拟时则需要进行必要的假设,这与实际情况有出入。鉴于此,采用无线结构测试系统,对某在役HXJ180海洋修井机井架进行了应力测试,得出相应32个测点的应变应力,通过对测试结果进行数据拟合,获得井架在设计钩载下的应力,在此基础上修正有限元模型,并完成其承载能力评价。分析结果表明,被测井架3个危险杆件的最大强度系数均小于1,其中最大值为0.937 8,说明该井架具有足够的强度,在设计最大载荷下仍可安全工作。     

编码式光纤光栅钻机井架应力监测系统

在阐述编码式光纤光栅分布式大容量检测方法的基础上,介绍了以编码式光纤光栅作探头的钻机井架应力监测系统。系统由2个不同的宽带光源、耦合器、双光栅传感阵列、解调器和数据处理系统组成,采用双波长编码技术,对检测点的位置和应力、应变同时进行编码测量。对某钻机井架的实际应力监测表明,这种监测系统具有准确度高、稳定性好、检测容量大以及能实时在线监测等特点。     

海洋钻机井架剩余承载能力测试和计算

运用ANSYS有限元软件建立了某海洋钻井井架的三维分析模型,计算了钩载为424 kN时的应力,与测试结果吻合。应用该模型对原设计井架和现役腐蚀减薄井架分别进行了受力计算,结果表明,由于型钢壁厚减薄,井架中轴向应力增加了22%,为保证安全作业,井架需降级使用。计算该井架的剩余承载能力,最大钩载降到4 920 kN是安全的。     

应用CAE软件分析计算钻机井架静应力

应用MDT3．0三维造型软件建立计算模型．应用紫瑞CAE分析计算软件对ZJ20J型钻机井架的各种工况进行了静强度分析计算。校核了该井架前大腿的最大轴向压应力，其值小于许用应力值。     

海洋钻机应力测试工装设计

应力测试是评价在用海洋钻机井架承载能力的重要手段,在测试过程中需要特制的工装以便对井架进行加载。依据某海洋钻机结构尺寸及应力测试要求,设计了相应的工装,并采用有限元方法对设计的工装进行了强度和刚度校核。分析结果表明,工装的最大应力发生在承载轴和主吊耳接触处,应力值为197.03 MPa,其余部位应力水平均在185 MPa以下,强度足够;工装的最大变形位移为9.678 mm,发生在主吊耳右侧的主梁上,垂直方向的最大挠度为9.664 mm,均为小变形,刚度满足要求。     

桅式井架绷绳力的计算

根据数学分析中的悬链线理论和固体力学中的弹性变形理论,导出桅式并架绷绳力及绷绳下垂度的计算公式,提出了可行的电算程序,并以K-650车装钻机桅式井架绷绳为例进行了计算,得出了绷绳力与绷绳下垂度的关系曲线,这对桅式井架绷绳的合理使用具有重要参考价值。     

系列修井机井架实验应力分析

修井机是油田生产所必需的一种大型石油装备,井架作为修井机关键部件之一,对整机性能起着至关重要的作用。从实验应力分析的角度,对XJ150-XJ650等系列型号修井机中6种典型井架的应力分布规律进行了粗浅的探讨,以便为修井机井架的结构改进和优化设计提供一定的参考。     

K型模型井架应变位移测试及计算分析

采用经纬仪观测位移和电阻应变片测量应力的方法，对K型模型井架的位移和应力进行了试验室测试；采用线性和几何非线性的计算机程序，对模型井架进行了有限元计算分析。测试和计算分析表明，井架承受垂直载荷时，除产生前倾变形外，还产生轻微的扭转变形。测试的位移值和应力值都比计算值大，说明目前的计算方法还不能反映由于制造和安装误差使井架产生的附加变形与应力，这种计算方法需进一步完善和改进。     

井架模型极限载荷试验

为了研究井架承载至破坏整个过程,利用相似模型进行井架试验是非常必要的。应用相似理论制作了1∶13.3的JJ315/43—A型井架相似模型,在该模型上进行了井架安全承载试验与井架压溃破坏试验。由井架安全承载试验结果可知:井架上段为受力较大部位;井架立柱测试应力与大钩作用载荷呈线性关系。井架压溃试验发现:井架破坏发生在井架上段;实测井架模型大钩极限载荷为19.0kN,与双重非线性有限元分析计算结果基本一致,其相对误差在5.0%以内,证明以这种方法预测井架原型极限载荷是可行的。     

铰链式采油井架的卧式轴向加载型式试验

对CJ30－18型采油井架进行了卧式轴向加载型式试验，并电测了主要构件的应变，静压缩载荷最大为1000kN，最大的压应力绝对值为127MPa，低于井架材料的屈服极限（240MPa），这就考核了井架的抗压强度。经过轴向加载型式试验的井架已在现场正常工作了两年，证明了对铰链式采油井架进行卧式轴向加载试验等效于井架实际工况，且简便、安全，占用场地小。若井架工作时的结构布置改变，可参照此方法重新分析计算。     

JJ135/34—A型井架的研制与应用

为满足油田钻机改造和钻井装备的更新需要 ,中原石油勘探局机械制造总厂设计制造了JJ135 / 34—A型井架 ,井架由井架主体、人字架、二层台和井架附件等组成 ,整个井架共分 4段 ,既具有A形井架的优点又具有K形井架的优点。中原石油勘探局井架检测中心型式试验测得 ,井架各项试验指标符合标准要求 ,说明井架设计的正确性。现场使用表明 ,JJ135 / 34—A型井架结构设计新颖 ,整体刚性好 ,性能可靠 ,视野开阔 ,安装快捷 ,移运方便。     

无绷绳桅形海洋井架的有限元计算结果分析

对80t海洋修井机井架进行了有限元计算,分析计算结果,并针对最危险工况、危险单元、结构设计等进行了初步探讨。     

基于应力和当量损伤系数的石油井架损伤识别

损伤是影响石油井架承载性能最重要的因素,为了准确诊断石油井架的损伤,提出了基于应力和当量损伤系数的识别法。首先,应用当量损伤系数作为判别损伤是否存在与程度大小的综合评价指标,建立了损伤刚度矩阵;其次,确定了应力与当量损伤系数之间的函数关系,推导了应力残差矩阵对当量损伤系数的灵敏度表达式;然后,构造了基于应力的目标函数,提出应用正算过程和优化方法反演识别当量损伤系数;最后,用该方法对某石油井架进行了损伤识别。结果表明:该方法能够准确地识别单损伤、两损伤和对称位置损伤。相对其他静力识别方法,计算工作量小,识别效率高。     

井架测试数据分析处理方法初探

井架由于长期使用,各部件在拆卸、运输和安装过程中产生了不同程度的变形、损伤和腐蚀,影响了井架原设计时的承载能力。为此,提出了以实测应变参数为主的井架可靠性评估,来评定井架承载能力的方法,为使数据处理的准确性,以现场测试数据为基础,应用最小二乘法原理,用线性回归推算出井架在大载荷下的应力;利用结构抗力—荷载响应干涉理论,对井架进行可靠性评估,并且在评估方法中考虑了标准偏差的修正问题,在实例中对修正前、后井架可靠指标作了比较。在上述方法基础上,编制了一套数据处理分析软件,使得评估工作快速、方便、准确,及时避免可能的事故发生。文中还介绍了在高科１ 井、克拉２ 井的测评情况,使得该方法获得圆满效果。     

JJ160/41-K型井架结构优化及稳定性分析

井架是钻机的重要组成部分，根据大庆油田情况，满足１５００ｍ－２５００ｍ中添井钻井需要，对钻机井架结构进行优化设计。分别对井架种类，井架截面、材料、结构和稳定性等进行分析，提出了５点优化选择结论。     

海洋钻机井架振动检测及评估——以ZJ50/3150DB钻机为例

渤海某海洋平台配置的ZJ50/3150DB海洋钻机在钻井作业时井架振动幅度较大,为了评估井架在钻井作业时的安全性,对井架进行了振动检测,并建立了井架结构有限元模型,结合现场检测数据和模型计算结果分析井架振动对井架结构安全的影响。分别进行了井架固有频率检测、钻进作业工况井架幅频响应检测、井架振动幅值检测和井架振动加速度检测;依据井架图纸及现场井架实际情况,采用ANSYS软件建立了井架结构有限元模型。使用该模型计算出的井架第1阶固有频率为0.555 8 Hz,与现场检测结果较吻合,验证了模型的正确性。分析现场检测数据和模型计算结果发现:顶驱转速为36 r/min时,井架易发生共振;井架C型开口抗扭强度低;井架底座2个前撑杆为关键构件,其结构安全性影响整个井架安全;各种工况下的井架振动和顶驱通过二层台时引起的井架冲击振动均符合安全要求。