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1、钻机井架工况检测技术研究摘要：石油钻机主要用于钻油、气井、破碎岩石、取出岩屑、保护井壁、固井和完井、形成油流通道等多种钻井作业。井架作为钻机的重要部件之一，在长期的使用过程中，由于拆卸、安装和运输等导致的各种缺陷以及超载和腐蚀等因素的影响，使得在用钻机井架的内部结构产生了不良变化，从而降低了钻机井架原设计的承载能力，加之其钢结构杆件多、承受交变载荷，工作环境恶劣，因强度不够、疲劳、失稳而破坏的情况在实际工作中多有发生。随着国内外钻机类型的不断扩充和生产规模的不断扩大，为保证其安全生产，对钻机井架不同工况的力学性能和有限元
2、分析越来越重要，已成一种研发趋势。本课题以在役ZJ20型石油钻机为主要研究对象，针对ZJ20井架的静力学和动力学力学特性进行了深入研究。通过对整个井架在不同工况载荷的研究和分析，依靠经典的材料力学、弹性力学、结构力学有关理论，对井架的结构作大量简化，利用ANSYS分析软件建立起井架的数字化模型并进行分析，计算井架在工作过程中的应力、应变状态及位移大小，对井架进行静态载荷分析，得出井架在最大静钩载、无风载；正常吊重，有风载；最大静钩载、有风载；全风载，四种工况下井架主要位移变形、井架的应力分布。并对在役井架实际所承受因时间
3、变化的突发动载荷进行瞬态动力学分析。最后针对井架稳定性分析，验证井架稳定性。关键词：ZJ20钻机井架；建模；有限元分析；静力分析；动态；瞬态；稳定性VIThestudyofderrickconditions,detectionABSTEACT:Oildrillingrigismainlyusedforoilandgaswells、brokenrocks、debrisremoval、protectionwall、cementingandcompletion、theformationoftheoil、flowpassage,
4、andotherdrillingoperations.Drillingderrickasoneoftheimportantparts、inthelong-termuse、theremoval、installationandtransportation,andvariousdefectscausedbyoverloadingandcorrosionandotherfactors,makestheinternalstructurewithaderrickanadversechangeintherebyreducingthed
5、errickthecarryingcapacityoftheoriginaldesign,togetherwithitssteelrodsandmore,underalternatingload,workingenvironment,notbecauseofstrength,fatigue,instabilityanddestructionofmorethanintheactualworksituationhasoccurred.Withthecontinuedexpansionofdomesticdrillingrig
6、typeandscaleofproductioncontinuestoexpand,inordertoensuretheirsafety,workingconditionsontherigderrickmechanicalpropertiesofdifferentconditionsandfiniteelementanalysismoreandmoreimportant,hasbecomeakindofR&Dtrends.ThetopicstoZJ20-basedoilriginserviceasthemainobjec
7、tofstudy,andmainlystudytheZJ20rigforstabilityofthemechanicalcharacteristics.Derrickonthewholeloadindifferentworkingconditionsofresearchandanalysis,relyingonclassicalmechanics,elasticity,thetheoryofstructuralmechanics,simplifiedthestructureofthederrickanduseANSYSs
8、oftwaretobuildadigitalmodelofthederrickandanalyzedinthecourseofcalculationofderrickstress,strainandthesizeofdisplacement。Throughanalysistheloadonthederrickofth
