在役海洋修井機(jī)底座承載能力評(píng)估研究.pdf

1、海洋修井機(jī)是海洋平臺(tái)上修井作業(yè)中的重要設(shè)備，由井架和底座組成。底座承載著整個(gè)海洋修井機(jī)的重量和作業(yè)載荷，其承載能力直接影響修井機(jī)的安全使用和作業(yè)生產(chǎn)。服役后期的在役海洋修井機(jī)底座由于常年受海洋高鹽環(huán)境及海水噴濺，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)條件有限，底座許多承載梁腐蝕嚴(yán)重，腐蝕大大降低了底座的承載能力，給底座和修井機(jī)的正常安全作業(yè)帶來(lái)隱患。由于目前無(wú)法對(duì)在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力測(cè)試獲得底座實(shí)際應(yīng)力分布，因此工程上大都使用有限元軟件，結(jié)合底座建造圖紙和

2、現(xiàn)場(chǎng)超聲波測(cè)厚建立底座有限元計(jì)算模型，計(jì)算分析底座應(yīng)力、位移分布。但工程上所采用的底座有限元計(jì)算并未考慮底座承載梁所存在的截面局部銹蝕、腐蝕穿孔、爛片等腐蝕損傷，計(jì)算誤差較大。本文研究分析了腐蝕損傷對(duì)在役海洋修井機(jī)底座主承載梁強(qiáng)度的影響規(guī)律，并在考慮底座腐蝕損傷的情況下對(duì)海上某平臺(tái)在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行了承載能力評(píng)估。為實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，本文設(shè)計(jì)研究了一套在役海洋修井機(jī)底座加載裝置。本文所作研究總結(jié)如下:

3、>　　1.主承載梁是底座在承受作業(yè)載荷時(shí)受力較大的桿件，其強(qiáng)度對(duì)底座的承載能力影響至關(guān)重要。本文首先依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和前人研究成果對(duì)在役海洋修井機(jī)底座主承載梁包含的常見(jiàn)腐蝕損傷類型及特點(diǎn)進(jìn)行了歸納:點(diǎn)蝕、截面局部銹蝕、腐蝕穿孔。提出使用損傷系數(shù)表示腐蝕損傷對(duì)底座主承載梁強(qiáng)度的影響。然后使用ANSYS軟件研究分析了主承載梁常見(jiàn)腐蝕損傷對(duì)海上某平臺(tái)在役海洋修井機(jī)底座主承載梁強(qiáng)度影響規(guī)律，得到了腐蝕部位的應(yīng)力分布和腐蝕損傷系數(shù)隨腐蝕參數(shù)、腐蝕位置

4、、受力大小的變化規(guī)律，并介紹了含腐蝕底座主承載梁有限元建模技術(shù)。
　　2.提出了一套含腐蝕在役海洋修井機(jī)底座承載能力評(píng)估流程，依據(jù)該流程對(duì)海上某平臺(tái)在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行了承載能力評(píng)估。對(duì)該底座進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明該底座腐蝕嚴(yán)重。以實(shí)體單元模擬底座含腐蝕損傷承載梁、梁?jiǎn)卧M不含腐蝕損傷承載梁的有限元建模方法計(jì)算耗時(shí)較長(zhǎng)，且現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作量大。因此本文首先依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，使用beam189單元建立不考慮腐蝕損傷的底座有限元模

5、型，通過(guò)有限元數(shù)值分析得到底座在各工況下的應(yīng)力分布和位移分布，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY6326對(duì)底座進(jìn)行強(qiáng)度校核。然后建立底座含腐蝕損傷主承載梁實(shí)體模型，使用ANSYS軟件分析研究主承載梁應(yīng)力分布，通過(guò)第四強(qiáng)度理論校核底座含腐蝕損傷主承載梁強(qiáng)度。底座評(píng)估結(jié)果表明:該平臺(tái)在役海洋修井機(jī)底座在各工況下能承受的最大鉤載為1200000N，最大轉(zhuǎn)盤載荷為900000N，最大立根載荷為590000N。
　　3.研究設(shè)計(jì)了一套在役海洋修井機(jī)底座加載裝置，