深水钻井船钻井模块研究

近年来海洋油气资源勘探开发逐渐向深海发展,深水石油装备已将成为投资焦点。本文通过对深水钻井平台对比分析,并对深水钻井船钻井模块的设计进行分析,其中包括钻井模块设备主要参数选型、双井架钻井工艺路径和钻机模块设备布置。     

8000 m海洋自举式井架研发与应用

为满足国内外客户对海洋用8 000 m钻机的需求,设计了一种8 000 m钻机用自举式井架,也称为垂升式K形井架。自举式井架可采用单独的液压起升系统实现分段起升,在海洋平台可采用平台吊机逐段吊升方式实现井架的起升。8 000 m自举式井架在满足用户对各种钻井工况要求的前提下,通过三维建模分析及计算,主要针对零部件进行了结构优化,减轻井架各段重量,提高井架的性价比。     

海洋钻井平台井架应用及发展浅谈

随着海洋钻井技术的发展和要求,海洋钻机作业领域从浅海逐渐向深海发展,从1 000~3 000 m的浅井逐渐向万米深井方向发展。井架是钻机的重要组成部分。海洋钻机的井架相比于陆地钻机,其结构更加复杂,工作环境更恶劣,因此海洋钻机井架位顺应工作环境的变化,结构形式也在不断变化。主要介绍了几种海洋钻机井架的结构特点及其适应的工作环境,提出了未来海洋钻机井架的发展趋势。     

ZJ50/3150DBT迅捷钻机的设计

为满足国际市场对快移快装钻机的需求,开发了ZJ50/3150DBT迅捷钻机。该钻机井架底座由8个独立不超限运输模块组成,在短距离运输时可做为一个模块整体运输;仅需一付液缸即可完成井架底座的起升和下放;钻机总体模块中的泥浆罐、泥浆泵、电控-柴油机组部分各自作为一个模块进行独立运输,各模块间采用快速安装设计,可实现当天搬迁、当天安装、当天开钻。通过SAFI仿真分析,井架底座的钢结构可以满足各类工况的使用要求。     

BT3500支持平台钻井包结构设计

针对支持平台钻井包作业特点以及对重量控制的严格要求,研究设计了一种由18个子模块组成、各模块之间采用螺栓或销轴连接的新型海洋模块化钻机。该钻机模块结构简单、重量轻、拆装方便,通过支持平台及其吊机可实现钻井模块在井口平台间的快速搬迁。该支持平台钻井包模块的设计技术与方法可用于指导其它海洋模块钻机的研究设计。     

海洋模块钻机利用不同浮吊安装的几种模块划分方案

海洋石油工业的发展,安装于生产平台之上进行钻井作业的模块钻机在近几年得以长足发展。但是由于受海洋工程资源的制约,海洋模块钻机的结构形式呈现了多种形式。在进行模块钻机的设计工作时,需要根据项目费用、工期、浮吊的工作等来决定钻机的结构模式。根据当前国内现有的吊机资源的不同种类和能力,文中进行了深入分析,对海上的钻机的结构和安装方式进行研究,以求得到最合理的资源利用方法。     

海洋深水7000 m快速拆装钻机模块设计及应用

为了减轻深水海洋平台承受的设备质量、节约空间、降低平台造价、节约海上拆装费用和时间,设计了7000 m快速拆装钻机模块,该钻机模块由19个吊装单元组成,适应于支柱稳定式生产平台。海上运输时各模块封固在支持平台上;钻井时19个模块通过支持平台上的吊机可完全实现在目标钻井平台上进行快速组装,并进行钻井作业。在建造码头完全模拟油田工况的试验中,各模块拆分组装方便,可靠性高,达到模块钻机在支持平台封固,在钻井平台快速拆装的要求。     

ZJ45D丛式井钻机研究

ZJ45D丛式井钻机是我国自行设计、制造的第一台柴油机发电、可控硅整流、直流可调速电机驱动,并可在一个井场上打多口井的新型钻机。机械工业技术发展基金会为开发该钻机,安排了有关的关键技术和产品设计等研究课题。它的研制成功,为我国电驱动钻机的发展奠定了良好的基础。该钻机在中原油田共钻丛式并7口,能满足4000米以内各种走向钻井工艺的要求。其特点主要为：1．钻机采用交流发电,可控硅整流,直流电动机的驱动方式。2．采用了国产工字钢为型材的“1”型井架,重量轻、整体稳定性好、吊装与搬运均十分方便。3．钻机移动装置,采…     

Pro/E二次开发技术在型材快速设计功能中的应用

为了满足用户快速建立型材三维模型的需求,基于Pro/E平台,采用UDF方法,运用Pro/E的二次开发工具包Pro/TOOLKIT,结合Access数据库,在VC2005平台上,利用MFC开发了型材快速设计功能,实现了国标中工字钢、槽钢、角钢等常用型材类型及其参数的选择设计功能。通过实际应用,满足了对型材进行快速设计的要求。     

半潜式平台钻机塔形井架的整体稳定性

较之于陆地井架,浮式平台钻机井架在复杂海洋环境条件下还会受到平台运动引起的惯性载荷、重力的横向分力以及海洋风载,井架在恶劣的海洋环境下保持稳定具有重要的意义。以南海某半潜式平台的运动为背景,研究配套的塔形井架在平面内的稳定性,通过定义等效抗弯刚度将空间变截面缀条格构式的井架等效为分段等截面实腹式悬臂梁,利用能量法建立井架平面内稳定性分析模型,对比理论结果和有限元数值结果验证理论模型的有效性。研究了顶驱和游车的位置对井架变形的影响,在最不利工况条件下研究了井架的整体稳定性。结果表明井架具有较好的平面内稳定性,在最大设计钩载以及强度范围内不会发生整体失稳。     

ZJ20DBX斜井钻机井架体的加工

斜井钻机是新开发产品,该钻机主要用于钻斜直井、斜定向井、斜水平井,且具有常规钻机无法比拟的优势。该钻机的井架体加工精度高,超过了以往伸缩井架的要求,文中主要论述如何根据公司现有的加工设备以及生产加工技术保证产品的加工质量。     

石油钻机井架结构可靠性分析

可靠性是石油钻机井架结构的一个重要设计指标,井架的安全性设计单纯用安全系数来保证是不够的,还应从井架的可靠性方面对井架进行评估分析。根据石油钻机工作的结构及荷载特性,建立起钻机井架可靠性分析的极限状态方程,分析了井架结构抗力及荷载效应随机变量的分布类型及统计参数,得到了井架可靠性指标的计算方程,提出了石油钻机井架可靠性算法的计算流程,为基于可靠性标准的我国井架结构设计和评定提供理论基础。     

基于UG NX Wave和UDF的塔型井架参数化建模

基于UG NX软件,根据塔型井架的结构特点,分析了装配式建模的缺点,提出基于Wave使用自顶向下设计,搭建线框式的控制结构。分析了基于UG NX管道模块的型材库的缺点,提出了基于UDF建型材库的新思路,解决型材的参数化,实现塔型井架参数化,同类结构可实现尺寸驱动设计。     

基于有限元的石油钻机井架二层平台失效原因分析

对石油钻机井架二层平台受力情况进行了理论分析,并利用三维建模软件SolidWorks对其进行三维建模,在此基础上利用有限元分析软件ABAQUS在正常工作情况以及极限工况下对二层平台结构的强度、刚度进行了分析,最终确定了二层平台结构的失效原因。对石油钻机井架二层平台结构进行改进,并校核改进后结构的强度和刚度,均符合相关行业标准要求。     

PDMS在海洋钻井平台制造中的应用探讨

随着我国海洋石油钻井制造业日益快速的发展,当前,在陆地石油钻机制造领域广泛使用的二维设计软件已经无法满足对海洋石油钻机制造工艺、设计的要求。文中通过PDMS（工厂三维设计管理系统）在坐底式海洋钻井平台钻井系统设计中的成功应用,对海洋石油开采业未来发展趋势和对海洋石油钻井平台设计及生产要求,探讨PDMS在海洋石油钻井平台中的运用和发展。     

一种新型折叠运输井架的研制

常规K型井架是现役常规陆地钻机井架,其安装后尺寸大,零部件多,运输模块多,需要的拆卸和安装过程复杂。而页岩气丰富的川渝地区路况复杂狭小,山地较多,常规K型井架已经无法满足。针对川渝地区场地运输和井场限制,设计了一种结构简单、运输尺寸小、运输模块少的折叠井架。该井架可以在拆卸或安装时通过折叠并拆卸、安装井架背部的销轴快速完成拆卸或安装过程,工艺简单,结构紧凑、运输车次少,安装简单方便,大大节省搬家、安装时间,适合山区和有尺寸限制的小井场等复杂场地。     

石油钻机井架底座的疲劳寿命预测

根据允许应力幅值法研究了石油钻机井架底座钢结构疲劳寿命的工程预测方法,分析了钻机起下钻作业疲劳荷载谱以及等效应力幅系数的计算方法,提出了石油钻机结构疲劳寿命计算的结构流程.最后以海洋70LDB钻机为例进行了疲劳寿命计算,计算结果表明,该型钻机设计合理,有较大的寿命安全系数.同时也验证了该疲劳寿命计算方法可以有效应用于石油钻机井架底座的疲劳设计,具有良好的工程应用价值.     

基于ANSYS10.0的JJ170/30-K型井架结构研究

采用有限元法建立了K形井架的有限元分析模型,将钻机井架各杆件简化为空间梁单元,对钻机井架三维计算模型进行了离散,给出了模态分析和稳定性分析结果,得到了井架的固有频率和振型等重要参数。结果表明,该井架最大应力位于井架中段前立柱198单元,最大应力值为160 MPa;其安全系数为2.15,满足美国API安全系数的要求。通过将井架的固有频率与钻机的设计工作转速进行比较,并对各阶模态主振型进行分析,得出该钻机井架结构设计合理的结论。     

7000 m直立移运后折井架技术研究

针对钻机直立整体移运时受到高压电线、高架桥梁等对钻机移运高度的限制,设计了一种能够后折的井架以降低钻机整体移运高度,同时还能满足钻机井架直立运输的要求,节约了钻机的搬家时间,减轻了井架安装的工作强度。     

钻机井架多尺度模型界面连接实现与力学分析

多尺度模型自提出以来,已被广泛应用于大型结构中,成为结构检测和安全评估的重要方法之一.以钻机井架为研究对象,针对井架在以往有限元仿真过程中出现的问题,采用多尺度模拟方法进行局部节点与杆件的应力响应分析.利用ANSYS有限元软件,引入多点约束方程法实现多尺度之间的界面连接,从而保证施加的力能够在不同尺度单元间的正常传递.分别对钻机井架多尺度模型与传统模型进行力学行为分析,对比结果验证了钻机井架多尺度模型的合理性与有效性.