石油鉆機(jī)井架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法研究.pdf

1、石油鉆機(jī)井架是鉆機(jī)的重要承力部件之一，承受著主要的鉆井載荷，其鋼結(jié)構(gòu)井架桿件多、連接復(fù)雜，受力環(huán)境惡劣，使用工況復(fù)雜，因強度不夠、失穩(wěn)而破壞的情況在國內(nèi)外都曾發(fā)生過。因此，將有限元技術(shù)應(yīng)用于鉆機(jī)井架的設(shè)計中，不但能提高設(shè)計速度，而且能使產(chǎn)品滿足剛度、強度、穩(wěn)定性要求。 本文首先對鉆機(jī)井架設(shè)計、制造，以及井架工作現(xiàn)場進(jìn)行了全面的調(diào)研，查閱了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的研究動態(tài)，針對井架的實際情況，經(jīng)過合理的簡化和技術(shù)處理利用新型可顯示截面形狀

2、的 beam188單元建立了井架JJ114/42的有限元力學(xué)分析計算模型；進(jìn)而仔細(xì)研究API石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定了井架外載荷計算公式和需要進(jìn)行計算分析的四種危險工況：最大吊重工況、正常吊重+70％大風(fēng)載荷工況、滿立根大風(fēng)等候天氣工況和最大風(fēng)載荷工況；然后，對模型進(jìn)行了靜力分析求解，得出了井架在不同工況下的應(yīng)力分布和變形規(guī)律。最后，在仔細(xì)研究靜力分析結(jié)果的基礎(chǔ)上對井架的主要承載構(gòu)件四條主大腿進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。 考慮到井架的應(yīng)力分布情況