深水平臺(tái)9000米鉆機(jī)井動(dòng)力特性分析.pdf

1、石油鉆采裝備是隨著石油鉆采行業(yè)的興起而出現(xiàn)的一種專(zhuān)業(yè)性設(shè)備。石油鉆采裝備的性能直接地關(guān)乎著鉆采事業(yè)的發(fā)展,裝備的可靠性更關(guān)系著鉆采作業(yè)的可行性和安全性。鉆機(jī)井架作為石油鉆機(jī)的主要承載部件,在不同的工況下承受各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷,成為鉆機(jī)的薄弱環(huán)節(jié),特別是海洋石油鉆機(jī)井架,因其處在海風(fēng)、波浪、地震等惡劣的環(huán)境中,強(qiáng)度、剛度和其穩(wěn)定性面臨著嚴(yán)重威脅。因此為保證鉆采工作安全、順利地進(jìn)行,對(duì)鉆機(jī)井架進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性研究,并對(duì)不同工況下設(shè)備的安全

2、性能進(jìn)行評(píng)價(jià)有著十分重要的意義。
　　 本文采用理論仿真分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來(lái)研究井架的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性,最終對(duì)井架的力學(xué)性能做出評(píng)估。為了完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),我們自主設(shè)計(jì)制造出了可用于模擬海上平臺(tái)在波浪作用下運(yùn)動(dòng)的六自由度振動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由模型井架和六自由度振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成,模型井架?chē)?yán)格根據(jù)實(shí)際井架的結(jié)構(gòu)尺寸按照1:10的比例進(jìn)行縮小,材料采用Q235,六自由度振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由六個(gè)相同的步進(jìn)電機(jī)和絲杠與上動(dòng)板和底座相連,通過(guò)控制電

3、機(jī)的不同轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的不同運(yùn)動(dòng)。文章中首先通過(guò)ABAQUS有限元軟件對(duì)模型井架在模擬靜鉤載、瞬態(tài)鉤載、平臺(tái)搖擺和升沉等工況下進(jìn)行模擬仿真分析,并提取模型井架的固有頻率和振型,將仿真分析的結(jié)果與相同條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,對(duì)于仿真分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大誤差的,我們及時(shí)地對(duì)實(shí)驗(yàn)和仿真方法進(jìn)行修正,直到兩者的結(jié)果一致。說(shuō)明此時(shí)的模擬仿真方法是合理的,可以較為精確地模擬實(shí)際工況下實(shí)際井架的力學(xué)特性。最后建立實(shí)際井架的有限元模型,