结构损伤井架的承载能力研究

以受损的JJ450/45K钻机井架为研究对象,从有限元分析和应力测试2个方面,对井架结构损伤情况下的承载能力进行研究。计算了井架在最大钩载下的受力情况,得到了损伤杆件变形部位的应力分布。数值计算与试验结果表明,结构较小的损伤对井架的承载能力影响不大,不影响其正常使用;有限元分析结果与试验结果较接近。因此,在不具备试验条件的情况下,可通过有限元分析对井架结构损伤部位做保守的承载力评估。     

某海洋钻井井架振动测试及有限元分析

某海洋平台配置有ZJ50/3150DB型海洋钻机,在钻井工况下井架的振动幅度较大。为了进行安全评估,对该井架进行振动测试和有限元分析,工况有:起钻柱作业、下钻柱作业、钻井作业、8级风。结果表明,在设计工况下该井架是安全的。     

海洋修井机井架承载能力评估及结构改进分析

海洋钻修井机井架所处环境复杂,易产生缺陷,更换困难,对其承载能力研究意义重大。对某海洋修井机井架进行现场测试,发现该井架存在初始弯曲和应力集中等缺陷。考虑这些缺陷影响,对井架进行有限元计算和承载能力评估,结果和实际测试基本相符。针对井架主腿弯曲的情况,提出2种可行的结构加固方案,有限元计算表明：2种结构能增加井架稳定性,但对强度几乎无改善,不能有效提高承载能力。     

A形井架结构模糊可靠性评估

当求得A形井架工作寿命下的井架构件强度普通可靠度后，如何估计井架结构模糊可靠度，是一个有待探讨的课题。在求得井架各杆强度普通可靠度的基础上，将整个A形井架简化为一静定结构，采用混联系统模型计算其结构模糊可靠度。以大腿根截面为矩形的井架为例，导出了井架结构模糊可靠度的计算式，并给出了计算实例。为使A形井架结构模糊可靠性的评估结果与实际接近，应注意合理确定模糊化因子，合理确定各参数的分布规律，在井架构件有缺陷时须合理确定构件普通可靠度。     

有初始变形井架结构分析的简便方法

研究井架结构的折算长细比法和单肢演算法并不能真实反映井架的应力大小,也不能精确确定危险截面位置及应力分布;而有限元分析方法又没有普遍意义。为此,采用等价应力法对有初始变形的井架进行结构分析。该方法通过对没有变形的井架整体或构件的有限元模型施加一组等价力,使之产生的应力与具有初始变形时的井架应力值相一致,可以在不改变井架有限元模型的基础上,达到计算快速且结果准确的目的。实例计算表明,除井架整体稳定临界系数的相对误差为１１.７％以外,其余各项的相对误差都小于１０％。     

基于应力测试的海洋修井机井架承载能力评价

常规井架承载能力评价方法主要采用应力测试法或有限元法,单独采用应力测试法存在杆件考察不全面等问题,而采用数值模拟时则需要进行必要的假设,这与实际情况有出入。鉴于此,采用无线结构测试系统,对某在役HXJ180海洋修井机井架进行了应力测试,得出相应32个测点的应变应力,通过对测试结果进行数据拟合,获得井架在设计钩载下的应力,在此基础上修正有限元模型,并完成其承载能力评价。分析结果表明,被测井架3个危险杆件的最大强度系数均小于1,其中最大值为0.937 8,说明该井架具有足够的强度,在设计最大载荷下仍可安全工作。     

勘探三号海洋钻井井架动力特性测试与安全评估

为了准确地评估海洋钻井井架安全承载能力，提高海上石油钻探过程中钻井作业的安全，以勘探三号海洋钻井井架为例，提出了海洋钻井井架动力特性测试理论与技术。利用海洋波浪脉动激励反应来识剐井架结构模态参数，根据模态参数与物理参数之间的关系，分析井架物理性态，进而评估井架当前实际状态，定量确定井架实际承载能力。识别结果与计算结果比较，其误差不超过6％。此方法可应用于海洋平台上大型钢结构动力特性测试、承载力预测及安全评价。     

井架和底座承载能力测试及安全性评估方法研究

由于频繁拆装、搬运等,使井架及底座构件易产生缺陷,降低其承载能力。目前采用应力测试的方法评估其承载能力,存在5个方面的不足。有限元分析方法存在建模困难,边界条件难确定等难题。提出采用相似模型、激光测距和有限元分析的方法获取井架和底座力学数据,以便在现场评估其承载能力和安全性。     

井架立柱加强板的焊接裂纹分析及控制

在K型井架制造和使用过程中,立柱加强板的焊接接头经常出现延迟裂纹.对裂纹进行分析,认为焊接接头的拘束应力是产生延迟裂纹的主要原因.通过在接头形式、焊接方法、焊接顺序、焊接规范以及焊前准备等方面采取措施,有效地避免了立柱加强板焊接接头中的延迟裂纹的产生,确保井架的使用安全.     

井架结构安全承载力动态参数评定方法

文章用振动理论研究井架结构频率与作用载荷的关系,对现场在用井架模型进行了数值分析,得出井架作用载荷与固有频率平方之间的线性关系.提出测试井架在不同载荷作用下的固有频率来评定其安全承载能力,并应用此方法对现场在用井架进行了测试和评定.     

海上钻修机结构裂纹安全性评估

基于BS 7910 2A级评估原理,对某海上钻修机钻井支持模块进行断裂评估。鉴于有限元方法能够大幅提高计算失效评估图评定参数的准确度,采用ANSYS软件子模型技术和奇异单元构造裂纹精细有限元模型,通过节点位移插值计算裂纹尖端应力强度因子,应用路径映射对应力进行线性化求得薄膜应力和弯曲应力,从而完成缺陷构件的失效评估图评定,结果表明：该钻修机钻井支持模块含裂纹构件的评估点位于失效评估曲线内侧,安全因数为1.51,结构能够继续安全服役。所用方法可为含裂纹缺陷的海洋结构物的安全评估提供参考。     

在役海洋井架结构性能评估

对服役中的海洋井架结构进行检测评估,保证其服役期间的安全性和适用性具有重要意义。通过现场检测获得某海洋钻机井架结构当前状态的服役数据,采用ANSYS软件建立了其结构分析模型,并基于模型修正理论进行修正,获得符合井架实际状态的精准模型,进而从结构强度、动态响应、稳定性以及可靠性4个方面系统地对结构进行了安全评估。评估结果表明,该井架综合性能良好,整体可靠性指标为7.15,检测发现的腐蚀、整体弯曲及构件弯曲对井架工作性能和承载能力影响较小,井架可继续安全服役。为防止井架结构进一步腐蚀恶化,需对井架腐蚀构件喷涂防腐层,以保证其后期服役的安全性。     

塔型井架结构分析及使用维护要点

近年来,由于钻井工况复杂、井架老化、或使用不当等因素,曾发生钻井塔架倒塌破坏事故,造成了很大的经济损失.通过对井架进行有限元结构分析,指出大庆130钻机井架结构的薄弱部住是前大门敞开处的左右大腿,并结合井架使用实际提出塔架加固方法及使用维护要点.     

井架结构的图论分析

本文从图论的概念出发,利用结点通量定理和回路跨量定理对井架结构进行了分析,获得了相应的计算公式,并给出了工程计算实例。     

K型套装井架结构建造精度与配合公差分析

海洋修井机井架结构通常为两节套装结构,在使用维护过程中需要进行起升及伸缩操作,建造精度要求高于其它结构。但井架结构缺少针对性强的产品精度标准,细节性结构规范描述不足。针对现役海洋修井机井架存在的不足进行研究分析,总结了海洋修井机井架总成建造精度实际需求,提出了海洋修井机井架总成建造精度标准,以规范井架总成建造精度标准,提高产品质量。     

石油化工安全技术与环境风险评价

以上海石化65万t乙烯工程为例,对石油化工安全技术环境风险评价中的应用进行了初步的探讨,并提出了环境风险评价目前存在的一些有待解决的问题。     

基于ANSYS的HJJ31546型海洋井架安全性分析

采用ANSYS软件对HJJ31546型海洋井架进行不同工况下的静力计算、模态分析及地震谱响应分析,得到了井架结构的固有频率、振型及在各种工况下的最大应力。结果表明:HJJ31546型海洋井架符合API Spec 4F设计规范;外界环境频率接近1.5Hz时,井架可能会因共振而受到破坏;井架沿地震位移激励方向的响应明显。所得结论可为海洋钻机井架的设计、优化、评价提供理论依据。     

海洋钻修机井架安全承载性能实时监测及预警

海洋钻修机井架的安全承载性能受到历史服役过程和实际运行状态等因素的影响,如何在井架实时监测的基础上开展安全承载性能评估和预警具有重要工程意义。在井架结构力学性能研究的基础上开展监测方案制定,并以南海某导管架平台钻机井架为对象首次开展井架钻井作业工况结构安全实时监测研究,同时将监测结果与有限元仿真结果进行了对比。研究结果表明,提出的基于井架多种工况有限元分析的监测方案制定方法,能够实现通过尽可能少的监测点反映井架结构的安全状态;有限元计算结果与现场监测结果的相对误差为2.53%,说明监测技术具有较高的精确性。所得结论可为井架检修决策的合理制定提供参考。     

在用球罐的裂纹分析及修复

某油田公司液化气罐区4台400m^3液化气球罐,发现有不同程度的裂纹,为此从组装、焊接、材质、机械损伤、应力腐蚀这5个方面分析了球罐安装过程中导致裂纹产生的主要因素：针对4台球罐的具体情况,又从线能量的控制、焊缝表面缺陷的修复、内部缺陷的修复、球罐热处理等方面提出了修复措施。实践证明,修复措施可靠,保证了球罐的安全运行。     

井身结构安全评价技术研究与应用

合理评价井身结构安全性有助于保障井下安全,提高钻井工程综合效益。特别是在勘探开发初期,所能获取的地层压力数据较少,压力信息具有不确定性,评价井身结构安全性势在必行。假设地层压力数据服从三角分布,构造模糊隶属函数,并采用层次分析法确定各层位漏、涌、塌、卡事故权重,计算出井身结构风险概率,并对其进行安全级别评定,形成了一种安全评价技术方法。该方法可为现场预防井下事故提供决策依据,也可为分析井下事故、确定事故层位提供参考。