四腿落地式K型井架及其底座的力學(xué)行為分析.pdf

1、目前，在用的K型石油鉆機井架以兩腿落地式結(jié)構(gòu)為主，還有部分四腿落地式結(jié)構(gòu)仍在服役。四腿落地式K型井架在使用過程中出現(xiàn)了不少問題，嚴重影響了其使用和推廣。盡管如此，對四腿落地式K型井架的力學(xué)行為至今沒有進行深入的研究。井架的起升是一個比較危險的工況，從現(xiàn)場的使用情況看來，四腿落地式K型井架的起升過程尤為危險，在此過程中井架及底座的受力比較復(fù)雜，而目前關(guān)于井架起升階段的研究資料卻比較少。本課題針對四腿落地式K型井架及其底座的力學(xué)行為進行研究

2、，并將其與兩腿落地式K型井架進行比較，對于豐富、發(fā)展和完善井架設(shè)計和安全評定理論將有重大意義。 建立了井架和底座的有限元分析模型，運用ANSYS有限元分析軟件分別就鉆井工況和井架起升工況，對四腿落地式K型井架及其底座和兩腿落地式K型井架及其底座進行了靜力分析。分析結(jié)果表明，在鉆井工況下：兩種結(jié)構(gòu)的井架及底座的受力情況基本一致；而在起升工況下：四腿落地式井架的底座受力較大。分析發(fā)現(xiàn)：在四腿落地式井架起升過程中，鉆機底座上井架立柱兩

3、個鉸支座之間的應(yīng)力很大，從而造成了在用井架底座的變形與撕裂。為了增大強度，建議在底座上井架兩個鉸支座之間加焊加強鋼板，并加大井架前立柱鉸支座的尺寸。 模態(tài)分析作為結(jié)構(gòu)動力特性研究的一種近代方法，逐漸成為現(xiàn)代工程領(lǐng)域動態(tài)分析與設(shè)計的核心，它所決定的結(jié)構(gòu)固有頻率和振型，正是結(jié)構(gòu)承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要參數(shù)，故而成為其他諸如瞬態(tài)分析等動力學(xué)分析的起點。本文分別就鉆井工況和井架起升工況，對兩種結(jié)構(gòu)的K型井架進行了模態(tài)分析。并對JJ1