双井架结构分析计算

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1、摘要深水油气开发已成为海上油气开发的趋势。由于深水钻井作业的特性，在二十世纪末，海上钻井工程人员提出双井架钻井技术。其主要的概念是在平台井架上配备两套钻井系统。通过这两套钻井系统的并行作业，减少钻井关键路线，提高钻井效率。井架是钻机起升设备的重要组成部分，在钻井作业中起安放设备，提供作业支撑等作用。因此，对井架结构的研究是很有必要的。通过对深水钻机双井架调研，分析深水双井架钻井作业过程、应用和特点。列出双井架平台和钻井船和使用双井架主要的结构形式，选择合适的井架拓扑结构。对双井架使用状况分析，完成井架参数的初步设定。针对双井架结构特点，对井架的荷载进行确定计算和

2、分配，主要包括恒载、工作荷载、自然荷载和动态荷载。根据标准确定井架荷载的组合方式。介绍结构设计理论和ANSYS优化设计模块，建立双井架的有限元模型。使用与传统设计不同的方法，根据优化理论设定设计变量、状态变量和目标函数，在ANSYS中对不同作业工况下的双井架进行优化计算，并得到各个可行性设计域。通过比较最终确定优化结果。对确定参数后的井架结构进行力学行为研究。使用有限元软件对井架进行静力分析，得到井架结构的应力分布和主要的承载位置。通过模态分析确定井架的固有频率和振型。对该井架进行谐响应分析，分析在『F常工作荷载作用下的稳念响应。得出结构的响应随频率变化的规律。

3、对井架进行稳定性分析，确定井架的临界荷载。关键词：深水；双井架；优化设计；井架荷载；结构分析AnalysisofDualDerriekStructureLiuGuangdou(MechatronicEngineering)DirectedbyProf．XuXingpingAbstractandgasexploitationofdeepwaterhasbecomeatrendofoffshoredrilling．Becauseofthecharacteristicofdeepwaterdrilling，attheendofthetwentiethcenturyma

4、ritimedrillingengineerproposedthedualderrickdrillingtechnology．Themainideaistwodrillingmodulesareoutfittedinthederrick．Itcanparalleldrill，reducethekeydrillingprocessandimproveefficiency．Derrickisoneofthemostimportantequipmentinhoistsystem．Thederrickcanlayequipmentandistheback—upunit．

5、Therefore，theresearchofderrickstructure1Snecessary．Throughthesurveyofdualderrick，analyzethedrillingprocessandcharacteristic．Listthesemi．submergedplatformanddrill—shipthatequippeddualderrick，alsothemainformofdualderrick．Selectthepropertopologystructureandfinishinitialsettingofparamete

6、rs．Inviewofthecharacteristicofdualderrick，definetheloadofderrick．Suchasdeadload，operatingload，windloadanddynamicload．ThensetthecompoundmodeofderrickloadsaccordingtothecriterionIntroducethestructuredesigntheoryandoptimizationdesignmoduleofANSYS．Buildthefiniteelementmodelofderrick．Usem

7、ethoddifferentfromthetraditionaldesignjsetdesignvariables，statevariablesandobjectivefunction，andthenuseoptimizationdesignmoduletocalculateindifferentworkingcondition，andfinallydeterminetheoptimumresultStudythemechanicalbehaviorofdualderrick．Dostaticanalysisofderrickusingfinitesoftwar

8、e，andfindthe