无绷绳桅形海洋井架的有限元计算结果分析

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2、针对最危险工况,危险单j己,结构设计等进行了却步棒讨.董等舟斩酬掩,.锄中图分类号:TE935.f文献标识码:BFiniteelementcalculationofnoguywiremasttypeoffshorederrickHEJun—guo?LIUYong—qin(MachineryResearchInstitute.NanyangPetroleumMachineryManu.fa~tur{ngPlant?Nanyang473065,China)Abstract:Finiteelementanalysisofam

3、asttypederrickof80toffshoreworkoverrigiscarriedOUt.The mostdangerousloadcase.moststressedelementunit?structuredesign?etc.arediscussedbasedonthecalculationresults.Keywords:offshoreworkoverrig;drillingderrick;finiteelementmethod;result;analysis双节套装,前开口,伸缩式,矩形截面修井机

4、井架在各油田广泛使用.沿用过去的分类方法,人们习惯上称之为桅形井架.陆上桅形井架大多带有防风绷绳.倾斜3～6..近年来,随着海上石油勘探开发的不断深入,国产海洋石油设备受到越来越多的用户及生产厂家的重视.作为海上修井井架这一常用结构,直立,无绷绳,桅形井架在国内很少有文章论述南阳石油机械厂自1993年研翻国内第l台海洋修井机至今.已陆续为胜利油田,中国海洋石油总公司生产了5台海洋修井机现针对80t海洋修井机井架的有限元计算结果进行分析.试图对海上无绷绳桅形井架设计作一些初步探讨.180t海洋修井机井架的有关参数1.1基

5、本参数及适用范围额定载荷:800kN最大载荷:1200kN井架高度:29m二层台高度:17.76m士1.6m二层台容量:150拄(3英寸钻杆)适用环境温度:--30~+40℃环境湿度:≤8O抗风能力:满立根,无钩载.93节;无立根,无钩载,107节.1.2主要材料及规格上下体大腿:150mm×150mm×7mm.16Mn上下体斜撑{75mm×75mm×7rnm,20主横梁:150mm×75何军国.等:无绷绳桅形海洋井架的有限元计算结果分析往前吹.工况4:无钩载,满立根,大风93节,风从左后45.往右前方向吹.工况5:无

6、钩载,无立根,大风107节,风从左往右吹.工况6:无钩载,无立根,大风107节,风从背后往前吹.工况7:无钩载,无立根,大风107节,风从左后45.往右前方向吹.3有限元计算依据及计算结果按文献[1],安全系数等于极限应力与许用应力之比值,即,=/[].安全系数计算值等于极限应力与计算应力的比值,即=u/..接以上2式,如果K=/S≥1,认为是合理的.根据文献[1]中关于对材料性质了解很充分,使用条件不会改变,载荷及应力可以很好地求出的场合,S一1.5～2,另参照文献[2]中对于许用应力的规定,现文取=1.67.衰1部

7、分计算数据之一并集左讨井槊背面井商圜i海洋井架电算模型衰2部分计算数据之二工况衰3部分计算数据之兰单元工况1工况2工况3工况4工况5工况6工况768—822.869.992.564.7611.1o3.335.5669—833.705.884.oo5.oo6.67I.675.565-492O.oo2.221oo3.032.381oo3.22构造模型时忽略附加零部件的影响,只取主要构件作为分析对象.各构件均为具有6个自由度的空间构件.根据陕西宝大新技术实业有限公司提供的修井机井架校核计算(未公开发表),80t海洋修井机井架

8、共取节点145个,单元293个(如图1).采用ADINA有限元分析软件进行计算,求得各节点位移,转角及各单元内力等.现文针对有限元计算结果,求得典型单元的值,部分结果列于表1,2,3,并以此来分析井架的危险工况及危险单元,判断井架是否符合要求.4计算结果分析4.1最危险工况及危险单元由表2可看出,海洋井架在工况2及工况5存在局部最