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《前开口“K”型井架起升过程有限元计算与分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、研究与分析摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2015年第6期(第28卷,总第140期)·机械研究与应用·doi:10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.06.005*前开口“K冶型井架起升过程有限元计算与分析康宝龙(兰州兰石石油装备工程有限公司,甘肃兰州摇730314)摘摇要:以前开口“K冶型井架为研究对象,利用ANSYS软件建立其三维有限元模型,分析了在井架起升过程中,井架起升钢丝绳拉力及大钩荷载随起升角度的变化规律,得到了可靠结论。关键词:“K冶型井架;起升;钩载;有限元模型;ANSYS中图分类号:TE9
2、23摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2015)06-0012-02FEMCalculationandAnalysisontheLiftingProcessofFrontOpenedK-TypeDerrickKANGBao-long(LanzhouLSPetroleumEquipmentEngineeringCo.,Ltd,LanzhouGansu摇730314,China)Abstract:Inthispaper,selectingthefrontopenedK-typederrickasther
3、esearchobject,its3Dfiniteelementmodelises鄄tablished.Throughanalysisoftheliftingprocess,thechangerulesoftensionforceoftheliftingropeandthehookloadwiththeliftinganglearefinallyobtained.Keywords:K-typederrick;lifting;hookload;FEMmodel;ANSYS0摇引摇言轮5,再绕过井架一段的横向导向滑轮6和纵向导向井架起升
4、过程是井架受力比较恶劣的一种工况,滑轮7与大钩相连接。大钩向上运动带动起升钢丝需要对井架的起升过程进行仿真分析和静强度校核,绳以完成井架起升。完成井架起升过程的安全评价。井架存在多种起升2摇有限元建模分析[1]方法,如:人字架起升法、液缸起升法等。“A冶型井2.1摇坐标系选择架,“K冶型井架均采用人字架起升法。坐标原点选在井架一段底部销孔连线的中点处,1摇井架起升原理坐标系如图2所示。井架在地面完成组装,如图1。图1摇井架起升示意图图2摇井架有限元模型1.快绳摇2.起升钢丝绳摇3.起升人字架摇4.人字架快绳导向滑轮摇5.人字架外侧导
5、向滑轮摇6.井架纵向导向换轮摇7.井架横2.2摇单元选择向导向滑轮摇8.大钩摇9.钢丝绳摇10.工装支架摇11.快绳轮分析的前开口“K冶型井架属于刚架结构,主要由型钢和管材组成,在井架起升过程中,结构中的型钢摇摇完成组装之后,井架主体由支架10支撑,与地面可能发生轴向与弯曲组合变形,ANSYS单元库中的成4毅夹角,大钩与游车也放在工装支架(图中未明BEAM188单元为三节点的空间梁单元,每个节点具示)上,钢丝绳处于松弛状态。起升开始时,绞车滚有3个平动自由度和绕3个坐标轴的转动自由度,适筒转动,带动钢丝绳1,钢丝绳1绕过起升人字架3
6、于分析该类问题,所以在建模中选用BEAM188单元的中间导向滑轮4和天车滑轮11进入游动系统,游来模拟型钢。在建模过程中,针对不同的型材截面,动系统拉动大钩8组成井架起升的动力系统;大钩通编写不同的截面文件,在计算过程中,对不同位置的过平衡架与两根起升大绳6相连接,每根起升大绳6杆件读入不同的截面文件。井架结构中的斜拉杆可的一端与底座相连,另一端绕过人字架一侧的导向滑以近似的认为只受轴向力作用,用LINK180单元模*收稿日期:2015-09-18作者简介:康宝龙(1987-),男,甘肃定西人,助理工程师,主要从事石油钻机设计方面的
7、工作。·12··机械研究与应用·2015年第6期(第28卷,总第140期)摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇研究与分析拟。此种单元实常数只需要输入截面面积。相比于顶部中间的位置,其方向可在图纸中测量得出。天车实体单元建模,本文所述的建模方式能够大大减少单自重与二层台自重沿竖直方向平均分配于相应位置元数量,减少建模和前处理中划分网格的时间,提高所对应的节点处。为使问题可解,约束工装支架处节[2]分析效率。点的竖直方向自由度,依照经验多次施加不同的起升2.3摇起升荷载与约束条件荷载P,当求得此处的约束反力为零时所施加的起升如图1所示,
8、在井架起升过程中,主要承受井架荷载为所求真值。依次改变起升角度,求得的起升钢自重,游动系统重量,二层台重量,钢丝绳重量和天车丝绳拉力和钩载如表1。重量以及起升钢丝绳的拉力作用。在本文的计算中,井架自重由系统自动加载,其余荷载均通过AN
