浮式钻井平台塔形井架的动态特性研究.comp

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1、中国石油大学(华东)硕士学位论文浮式钻井平台塔形井架的动态特性研究姓名：胡朋申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：齐明侠201104测试版本测试版本摘要随着陆地油气开采量的下降，人们开始将视线移至海洋，深水池气霉将成为未来石油产量的重要源泉。作为深海油气田勘探开采的关键性平台一浮式钻井平台的动力响应也将越来越受到关注，丽平台上塔形井架彳乍为海洋钻机起升系统豹重要缰成都分，工作中受到的载荷远比陆地钻机工况复杂，不仅存在常规工作载荷，而且还有复杂的海浪、洋流等动载萄的作用，工作强境更鸯嚣恶劣。井架酶强度和安全性是平台正常工作

2、的基本保障，因此，研究海洋塔形井架的静动态特性很有必要。通过前期调研，将坐落于浮式钻井平台土的塔形井架进行分类，依据得到的资料，选取某浮式钻井平台上的塔形单井架作为研究对象，建立其三维原型模型和按比例缩小(1：lO)的塔形模型井架。针对海洋塔形并架静工作环境，将载荷进行划分，然后进行组合载荷的计算。利用ABAQUS有戳元分析软件，进行井架的静力分析计算，得到在各工况下，井架各杆件应力分布和变形等情况，通过稳定性分析，确定了该塔形井架的临界载荷：通过对井架的模态分考斤，获得结构的固有频率和模态阵型；对起钻工况进行模态瞬态动力学

3、分析。研究冲击载荷下井架的动力响应；引入海浪谱，完成波浪力谱激励下的谱分析，得到响应隧频率的变化规律。设计了一套试验系统，对海洋钻井设备进行环境模拟实验，包括六自由度摇摆摇摆试验台和模型井架，可模拟海浪作用下平台横摇、纵摇及升沉运动。在塔形井架上粘贴应变片，当平台运动时，采集模型井架大腿应变的变化数据；在钩载试验中，观察载荷大小对井架动应变等参数产生怎样的影响；利用锤击法检测塔形并架的固有频率；组装被动升沉测试系统，求取该试验台的升沉位移量的大小。对模型井架进行动态模拟仿真计算，对比试验结果与仿真结果，验证仿真结果。关键字：

4、浮式钻井平台，塔形井架、静动态特性、海浪谱、海洋环境模拟试验测试版本DynamicCharacteristicResearchofT-derrickOnFloatingPlatformHuPeng(MechanicaJDesignandT11eor)r)DirectedbyPro￡QiMingxiaABSTRACTWithtIleexploitationandyieldofland·basedoilandgasdecreased，peoplebegantodiVertattentionfromlandtotheoce砜sot

5、heoilandgasfieldindeepwater“llbecomeanimportantsourceofoilandgasproductioninthef．uture．Thedynamicresponseoffloating“11ingplatfo姗whichisthekeyplatfo肌aboutexploitationauldexplorationinmarineoilandgaSfieldWillbetakenmoreandmoreanention．Towerde玎ickisanimportantrigequip

6、mentinhoistSystemonmeplatfom，whichbearsmorecomplexloadingconditionsthanlalldrigs．Theloadsnot011lycontain、Ⅳorkingloadsinregul虬butalso、vaves，currents，etc．TheworkingcircumStancesofT-derrickisworse，andthestren班handsecurityofitarebasicguaraulteeofworkingplatform，t11eref

7、ore，thestudyaboutstaticanddynamiccharacteristicsofT_derrickisnecessaⅨAccordingtoprelimina巧inVestigation，meclaSsificationsofT-derrickondrillingplatfomlsarelisted．Asingle-derrickisselectedasstudyobjectbaSedonreceivedmaterial，andbuiltatllree—dimensionalprototypeaJldaI

8、lonetotenscaled—downmodelofT-derrickF0rtlleworkillgenViromentofT-derrick，meloadsisbedivided，thenthecombinationofloadswouldbecalculated．Usingmefin