基于优化的在役石油井架承载能力检测仿真研究

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1、北京化工大学硕士学位论文基于优化的在役石油井架承载能力检测仿真研究姓名：魏辽申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：颜廷俊20100526标准分享网www.bzfxw.com免费下载摘要基于优化的在役石油井架承载能力检测仿真研究受环境及搬迁影响，石油井架在使用一段时间后会产生多种缺陷，致使承载能力下降，标准规定须进行承载能力检测。目前的检测由于受井架较高、攀爬危险等因素影响，其应力检测布点测量部位集中在位置较低层面。对于使用多年且存在缺陷(特别是较严重缺陷)的井架来说，其测试获得的数据可能不

2、是井架最危险、受力最大的部位，用此数据作基础进行评估计算难免带来误差。为建立与在役石油井架等效的仿真模型，探索井架各类型缺陷对其受力状况的影响，提高模型与实测井架之间应力、损伤缺陷状况等数据的吻合精度，获得在役井架现场承载能力。本文依托有限元分析计算基础，建立了无损伤缺陷井架受力计算模型并进行了仿真分析，得到无损伤缺陷井架受载时应力分布规律，再以仿真分析井架存在局部杆件截面锈蚀、弯曲、大腿整体弯曲及支座沉降等缺陷时井架应力分布特点为基础，提出一种基于井架杆件实测应力与仿真模型应力数值的均方差构建的优

3、化目标函数，以井架缺陷类型、位置、程度等参数为设计变量，杆件材料的许用应力为约束条件，运用ANSYS零阶和一阶优化算法的模型修正方法。将此方法应用于含损伤缺陷的仿真井架和实验井架，对井架有限元仿真模型进行修正后，通过提取测点处杆件应力，对比实际井架和修正后井架的损伤状况及应力分布，相对误差在109'o左右。表明该方法用于钻井井架结构极限承载能力评定是可行和有效的，为钻机系统的安全运行提供了重要参考依据。www.bzfxw.com北京化工大学硕士学位论文关键词：井架，损伤缺陷，ANSYS优化，模型修正

4、，承载能力IIwww.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载摘要TESTANDSIMULATEDRESEARCHoFIN．SERVICEDERRICKBEARINGCAPACITYBASEDoNoPTIMIZATIoNTHEORYABSTRACTThebearingcapacityofoilderrickwilldecreasebecauseoftheworkingconditionandmovement，asstatedinnationalstandardthatneedt

5、odetectit．ButinpresenttestprocessonlysetsensorsinthesectionoflowpositionofderrickbecauseitisSOhighandworkersaredangeroustoclumbertothehigherposition．Ifwemadeevaluationusedthesedataitbringwitherroronthegroundsofthedatathatnottestedatthemostdangerousandm

6、aximumcapacitypositionforderrick．Inordertoestablishaequalsimulatemodelforin—serviceoilderrick，probetheloadsecretsofinfluenceswhenitcontainedsomeinitialdefectsandimprovetheprecisionofstressanddamageddatabetweentestingandsimulatederrick，thengetthebeanngc

7、apacity．Thispaperdependontheoryoffiniteelementanalysis，gotthenodamagedefectsderrickstressdistributionunderloadthroughestablishingandanalysisthecalculationmodelderrickAtthesametime，amodelupdatingmethodbasedonForceanalysisofKderrickwasmadewithinitialdefe

8、ctssuchascorrosionandbendingoflocalbar,thebendingofwholederricklegs，substructuresettlementwaspresentedthat1IIwww.bzfxw.com北京化工大学硕士学位论文meansquaredeviationoftestingandsimulatederrickstressweretakenasoptimalobjectivefunction；damagedeficien