海洋自升式井架起升设计.pdf

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1、设计与制造2012年第5期(总第121期)·机械研究与应用·海洋自升式井架起升设计杨建平，刘兴邦(兰石国民油井公司，甘肃兰州730050)摘要：自升式井架是海洋石油钻井平台的一种常用井架，其起升形式采用液压绞车为动力，通过起升滑轮系统完成井架垂直起升过程。通过对井架起升原理及过程的阐述，确立井架底段在井架起升过程中的重要作用，确定井架底段关键的尺寸；通过对井架体起升工况下的静力学计算，用SAFI6．5．1．2软件完成对井架底段载荷分析，合理选定主要受力构件的材料和截面。关键词：自升式井架；液压绞车；导向装置；设计与

2、分析中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)05—0106～03DesignforofshorebootstrapmastraisingYangJian—ping，LiuXing—bang(LanzhouLS-nationaloilwell，LanzhouGansu730050，China)Abstract：Bootstrapmastisbecomingapopularoptionforofshoredrillingrig．Itisfeatheredinverticalrisin

3、gbythehydrau—licwinchandsheavessystem．Thistexthighlightstheimportanceofthebottomsectioninmastraisingthroughitsraisingprin—cipleandprocess，aswellassettingforththecriticaldimensionofthesection；Inadditional，thispapersetforththemethodtochoosepropermaterialandsecti

4、onforload—bearingmembersthroughstaticloadcalculationundertheconditionofraisingthemastbody，usingSAFI6．5．1．2softwaretoconducttheforceanalysisofmastbottomsection．Keywords：bootstrapmast；hydraulicwinch；guidingdevice；designandanalysis1引言轨总成、梯子及平台、油管台及立管夹等附件组成。目前海洋石油

5、钻井平台常用井架有两种形式：塔其中井架主体共分六段，为运输方便，除底段外的其式和自升式。塔式井架是最古老的一种井架，其结构余各段的结构形式基本相同，均分左右两段，以后侧整体稳定性好，承载能力强，钻台面有效空间大，利于中心线为界分开，在安装现场用螺栓连成各段整体，操作，但其安装工作量大，高空作业多，并且需要有与段与段之间用销轴连接，底段与井架第二段用插板装之相配合的吊装设备才能分段或整体吊装安装就位。置固定并锁紧。自升式井架最早是由加拿大Dreco公司(后并入美国’ItNationalOilwell公司)设计，200

6、1年国内首次在番禺：4—1与5—2海洋石油钻井平台使用此种井架。相对1天车2井架顶段于塔式井架，白升式井架结构紧凑，模块化程度高，运03井架第五段4二层台输及现场安装方便，并且安装时对起吊设备的要求5井架第四段低，安装工作人员的高空作业少，且起升时占用的操≥：6．井架第三段7井架第二段作空问少，适合海洋钻井平台以及井场场地小的钻井8井架底段!环境。自升式井架是利用主绞车动力或固定在井架l-三底段的液压绞车通过起升滑轮组将其余的井架各段垂直起升至工作位置。笔者以LF13—2井架为设计图1LF13—2井架结构图研究对象

7、，结合实际情况，对井架起升机构进行设计与分析。2井架结构形式及安装方法2．2井架起升井架起升原则为自上而下，先主体后附件。起升2．1井架结构介绍安装顺序：井架底段一井架顶段及天车一井架第五段一LF13—2井架结构如图1所示，为前开口自升式井架第四段一井架第三段一井架第二段。LFI3—2蚪井架，最大额定钩载4500kN(6x7绳系)，有效高度为架采用液压绞车起升，液压绞车替代了主绞车作为起46．8m。主要由井架主体、天车总成、二层台、顶驱导收稿日期：2012—09—12作者简介：杨建平(1978一)，男，甘肃临洮人，

8、工程师，主要从事石油钻采机械的设计工作。·106··机械研究与应用·2012年第5期(总第121期)设计与制造升井架动力，可在平台建造现场，不受主绞车动力限下一个起升位。制，预先安装井架就位，有助于缩短平台建造周期。井架起升如图2所示，先将井架底段用销子固定在钻台面上的井架支座上，穿接好井架起升绳，调试好起升用液压绞车及起升系统。然后将井架顶段及天车吊在预起