在役海洋修井機(jī)底座承載能力評估研究.pdf

1、海洋修井機(jī)是海洋平臺上修井作業(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)帶來隱患。由于目前無法對在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)力測試獲得底座實(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)場超聲波測厚建立底座有限元計算模型，計算分析底座應(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，計算誤差較大。本文研究分析了腐蝕損傷對在役海洋修井機(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海上某平臺在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行了承載能力評估。為實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場對在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行應(yīng)力測試，本文設(shè)計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)載荷時受力較大的桿件，其強(qiáng)度對底座的承載能力影響至關(guān)重要。本文首先依據(jù)現(xiàn)場檢測和前人研究成果對在役海洋修井機(jī)底座主承載梁包含的常見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腐蝕損傷對海上某平臺在役海洋修井機(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)底座承載能力評估流程，依據(jù)該流程對海上某平臺在役海洋修井機(jī)底座進(jìn)行了承載能力評估。對該底座進(jìn)行現(xiàn)場檢測，檢測結(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、梁單元模擬不含腐蝕損傷承載梁的有限元建模方法計算耗時較長，且現(xiàn)場測量工作量大。因此本文首先依據(jù)現(xiàn)場檢測數(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。底座評估結(jié)果表明:該平臺在役海洋修井機(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)計了一套在役海洋修井機(jī)底座加載裝置，