桁架型桩腿自升式钻井平台的动力性能

自升式钻井平台在钻井作业时与固定平台相似。对四条具有三角形桁架桩腿的平台进行了振动测量,得出了自振特性(频率,振型,阻尼);用SAP5程序分析这些平台时,将平台视作空间框架结构,而桩腿的弦枰视为梁元,腹杆视为桁条元,平台本身视为无限刚,计算了90米和16米水深的情况,计算结果和实测结果相符。用设计波法及波谱法,计算了在91.5米水深,两种波高(15.3米和3米)情况下的波浪力及其在平台上的反应。文中讨论了平台在浅水区域钻井时悬臂桩腿的风激振动,在90米水深时的平台振动。     

桁架自升式钻井平台拔桩过程动力学分析

在自升式钻井平台拔桩过程中,桩腿受力大,尤其是桁架结构的桩腿,不能忽略其弹性对系统运动造成的影响。以桁架自升式钻井平台为研究对象,对拔桩过程中平台主要受力的简化及模拟方法进行了阐述。建立了包括升降系统、桁架桩腿及船体在内的平台动力学模型。利用ADAMS软件对该平台的拔桩过程进行了动力学分析,得到了以不同降船速度拔桩时,桁架桩腿分别设置为刚体和柔性体时平台的运动及振动特性,得出了考虑桩腿弹性对平台运动的影响。为以后自升式钻井平台桩腿及升降系统的设计及其动力学分析提供参考。     

悬臂式钻井平台悬臂梁振动特性研究

根据海上悬臂式钻井平台的结构特点,结合海上作业的实际情况,考虑平台受到的均布载荷与集中载荷,建立了悬臂式钻井平台在作业状态条件下的力学模型,并推导出了悬臂梁挠曲方程和振动频率求解方程.通过算例,分析了悬臂梁外伸距离、甲板质量、井深等对钻井平台振动频率的影响规律.本文研究结果对提高井口及井下工具作业安全有指导意义.     

深水钻井作业管柱纵向振动载荷分析

深水钻井作业过程中,管柱在平台升沉振动的作用下产生纵向振动载荷,影响管柱的强度安全。以深水下表层套管作业管柱为例,建立了具有复杂结构的深水作业管柱纵向振动力学模型,并利用振动力学理论分析了管柱的纵向自由振动特性及纵向受迫振动载荷。分析结果表明,在平台升沉振动的作用下,作业管柱的纵向振动以第1阶振型为主;管柱顶端截面上的纵向振动载荷最大,是作业管柱上的危险截面;当钻井平台的升沉振动周期接近作业管柱的固有周期时,将产生极大的纵向振动载荷;当表层套管下入深度较大时,采用壁厚大的钻杆作为送入管柱能有效降低管柱纵向振动所产生的轴向应力。该项研究结果可为深水钻柱和送入管柱的设计提供依据。     

钻井平台桩腿锁紧装置的研发与试验

钻井平台桩腿锁紧装置是用于保护升降系统、提升平台在海洋环境下作业安全及作业能力的设备,但这项技术大多被国外公司垄断。为此,研制了钻井平台桩腿锁紧装置,并对该装备的3个子系统——锁紧机械结构、电控系统和液压系统等进行设计,开发了桩腿锁紧系统控制软件,最后对钻井平台桩腿锁紧装置进行工业试验。试验结果表明:电控系统产品设计满足海上平台规范要求,单个性能试验及联调试验达到设计要求,所有承载部件都达到原型试验加载要求,单套锁紧装置达到7.4×10~4k N垂直载力平台要求。研究结果充分证明了我国海洋工程装备的研制能力。     

海上钻井隔水导管横向振动特性及其对钻井作业的影响

以渤海自升式钻井平台为研究对象,根据能量法建立了用三角级数方程表示的隔水导管挠曲变形方程,由雷利法计算了隔水导管系统的振动频率,并通过工程实例对隔水导管在不同尺寸和不同水深条件下的自振特征和特点进行了分析。这些研究成果可以为钻井参数的选择提供依据,对于海上钻井作业,特别是深水钻井作业的安全管理以及减少井下隔水导管和钻具事故的发生有着重要的指导意义。     

自升式悬臂梁钻井平台选型技术分析

以国外某海上气田作业项目为例,对自升式悬臂梁钻井平台的选型方法做了技术分析。根据悬臂式钻井平台的特点,以及作业水深、钻井深度、槽口分布和井眼轨迹等相关数据,对各种工况下的悬臂梁综合载荷、大钩载荷、桩腿长度和钻井液池容积等进行了计算,分析了悬臂梁及其他平台主要设备的最低配置要求,并结合自升式钻井平台的市场现状,确定了最适合作业项目的钻井平台,可为类似项目的平台选型提供参考。     

气体排量对钻柱振动的影响规律

在气体钻井过程中,钻柱截面的变化会使高速气流产生涡旋,诱发钻柱振动,影响钻井安全.通过对气体环空流速与压力的计算,模拟得到气体对钻具的冲击作用规律以及气体排量对振动频率的影响.结果表明:钻柱在高速流体的作用下发生了变形,变形最大值均在拐点处;钻柱的各阶纵向振动频率和横向振动频率随注气量增加而增大,对高阶频率的影响较大,对低阶频率的影响较小.     

海洋钻井隔水管-钻井液横向耦合振动特性

针对钻井隔水管与钻井液在上返流动状态下的震动问题,推导了横向耦合振动的微分方程,通过方程求解得出了耦合振动的动力响应表达式及耦合振动下隔水管最大振动位移,并讨论了顶张力、隔水管壁厚、钻井液上返流速、水深、波高、波浪周期对隔水管横向振动位移的影响。结果表明:考虑钻井液流动条件下得到的隔水管横向最大振动位移要大于不考虑钻井液流动时计算结果;最大横向振动位移随顶张力及水深的增大而减小,随环空钻井液返速及波高的增大而增大,当隔水管壁厚及波浪周期变化引起隔水管横向振动固有频率与波浪横向振动频率相接近时,隔水管的横向振动位移将急剧增大,对隔水管的安全设计与评估具有一定的参考价值。     

辽东湾经济型简易平台冰激振动监测与统计分析

为掌握渤海辽东湾经济型简易平台的动力特性,分析比较其抗冰能力,在JZ20-2NW独腿三桩平台、JZ9-3WHPB独腿吸力锚平台、JZ20-2MSW三腿导管架平台等3种不同结构形式的石油平台上安装了冰激振动监测系统,开展了振动加速度测量。通过时频域分析,结合当地海区的潮流、潮汐数据,对3座简易平台的固有振动频率、海冰冲击中激发出的振型、振动加速度和位移分布特征等进行了计算分析和统计,为该海区简易平台的结构设计优化提供了依据。     

自升式钻井平台振动的研究

前言近年来自升式钻井平台发展很快,我国已设计制造了四十米水深的自升式钻井平台,还引进了几条九十米水深的自升式钻井平台。这些平台在使用过程中曾发生某些振动问题,如我国引进的九十米水深自升式钻井平台“渤海四号”在二十五米水深钻井时曾屡次发生桩腿悬臂部分的风激振动,这时风流引起的涡旋频率与桩腿的扭转频率相接近,因而产生强烈的颤振现象。     

自升式钻井平台结构自振特性分析

自升式钻井平台在海上作业中曾出现过一些振动问题。为考察自升式钻井平台的振动特性,以胜利5号自升式钻井平台为例,运用大型有限元程序MSC/NASTRAN,对平台结构自身的振动特性进行了有限元分析,得出相应的结论,这对这类平台的振动分析和设备更新具有参考价值。     

利用有限元法模拟较大桩靴拔出对筒型基础平台地基的影响

自升式钻井船和筒型基础平台都属于浅基础结构物。在完成钻井作业后 ,桩靴较大的自升式钻井船在拔桩中会对筒型基础平台的地基产生一定的影响。利用通用的有限元程序ANSYS软件 ,以渤海 8号自升式钻井船和歧口 17 2筒型基础平台为对象 ,在相同荷载和约束下分 3步模拟了自升式钻井船桩靴的拔出过程 ,就桩靴在拔出过程中对筒型基础平台地基强度的影响进行了三维有限元分析。分析结果表明 ,在设计中将地基承载力提高 10 % ,自升式钻井船就可以在桩靴距筒型基础筒体 12 5m以外作业     

中国近海自升式钻井平台选型影响因素分析

中国近海油气产量高速增长,带来了钻完井工作量的剧增,致使自升式钻井平台数量不足的矛盾突显。本文从自升式钻井平台类型和特点入手,揭示了自升式钻井平台选型所考虑的水深条件、海底地质条件、钻井能力以及海况条件等因素之间的相互关系,提出了通过自升式钻井平台选型能够避免钻井平台作业风险和提高自升式钻井平台利用率的研究思路。     

自升式钻井平台悬臂梁负荷试验方法研究

悬臂梁负荷试验是自升式钻井平台建造完工交付使用之前的关键试验项目之一.以200 ft自升式钻井平台"海洋石油923"为例,针对悬臂梁负荷试验方法做出了探索研究,试验结果表明,此方法行之有效,具有操作简便,安全可靠的优点,为其它类似工程项目的顺利实施提供了宝贵的经验和借鉴.     

ZJ70D型钻机双升式底座有限元模态分析

针对ZJ70D型钻机双升式底座的振动问题,在结构分析的基础上,应用ANSYS7.0有 限元软件建立了钻机底座有限元模型,计算得到钻机底座前10阶固有振动频率和主振型。对现役 钻机底座做了现场振动测试,得到频响函数曲线及前10阶模态频率。有限元计算和现场测试结果 的对比分析表明,ZJ70D型钻机转盘工作转速与钻机底座低阶固有频率接近,转盘的转动必然会 激起钻机的振动,因此需要对钻机底座结构进行调整。     

研制交流变频电驱动钻机的必要性与可行性

我国在研制石油钻机方面，仍处于对机械传动形式的改进上，对电驱动钻机的研制尚未下大力气。应摆脱国产石油钻机现有的传动模式，研制当今世界上最先进的交流变频电驱动钻机。交流变频电驱动技术已在国内外不少行业中成功地应用，说明这项先进技术已经成熟，把它移植到石油钻机上来，不仅是必要的，而且成功的可能性是很大的。尽管在研制过程中会遇到各种各样的困难，但应该意识到，克服困难，研制交流变频电驱动钻机是我国石油机械行业的当务之急。     

ZJ15钻机底座的振动测试分析

对一现役ZJ15钻机底座在两种钻井速度下的振动情况进行了测试和分析。分析结果表明,底座的振动强度与井深、地质条件和钻井液密度有关;弯曲的方钻杆是造成底座水平方向振动的最主要原因;万向轴因与钻台面存在夹角,从而引起底座在三个方向的振动;采用四挡钻进时,万向轴的工频及其倍频接近底座垂直方向的固有频率是引起底座在该方向振动强烈的原因。建议对ZJ15钻机底座万向轴的安装做一些调整。     

我国钻机技术进步与“十一五”发展的思考

在总结我国石油钻机技术现状,肯定“十五”期间我国石油钻机发展所取得成绩的同时,分析了我国钻机技术与国外存在的差距。预测了我国钻机技术的发展趋势,提出了“十一五”期间的发展思考。指出我国钻机制造业发展必须依靠技术进步,在当前市场条件下,实现钻机制造业大国向强国的转变,必须寻求关键技术突破,加强钻机技术的集成,开发足够引导消费的新产品,以全面增强参与国际高端钻井装备市场的竞争能力。