塔形井架绷绳系统的计算

以数学分析中悬链线理论为基础,根据力学、建筑学的有关理论和方法,导出了井架绷绳系统(包括绷绳和地锚)的全部计算公式,并以TJ_2—41型塔形井架为例,对现行绷绳系统参数和井架抗风能力进行了分析计算。阐明了井架发生倾倒的重要原因,并就绷绳系统的合理使用提出了若干建议。     

桅式井架绷绳力的计算

根据数学分析中的悬链线理论和固体力学中的弹性变形理论,导出桅式并架绷绳力及绷绳下垂度的计算公式,提出了可行的电算程序,并以K-650车装钻机桅式井架绷绳为例进行了计算,得出了绷绳力与绷绳下垂度的关系曲线,这对桅式井架绷绳的合理使用具有重要参考价值。     

井架绷绳受力分析及其合理使用要求

提出井架绷绳的数学模型——悬链线,并推导出考虑弹性变形的悬链线方程、绷绳张力和垂度的计算公式。借助牛顿迭代原理提出可行的适合于电算的井架绷绳计算方法和电算程序,并对典型的三种井架绷绳进行了实算。在此基础上研究了张力和垂度的关系,分析了绷绳受力及其影响因素,提出使用绷绳的合理要求。     

用绷绳增强井架断杆后的安全性

用计算实例说明,使用绷绳增强井架部分杆件断裂后的安全性是有效的。使用绷绳不但可以降低井架的内力和位移,而且可以在部分杆件断裂后避免危险杆件的失稳。     

无绷绳桅形海洋井架的有限元计算结果分析

对80t海洋修井机井架进行了有限元计算,分析计算结果,并针对最危险工况、危险单元、结构设计等进行了初步探讨。     

绷绳对石油钻机井架力学性能的影响分析

为了研究绷绳对石油钻机井架力学性能的影响,采用有限元方法对井架进行离散,主弦杆和斜横撑杆分别采用2种单元截面形状的空间梁单元模拟,绷绳采用具有双线性刚度矩阵特性的单轴向受拉或受压杆单元模拟,建立了井架精细有限元模型。分析结果认为,在地震载荷作用下加1层绷绳石油钻机井架动位移和动应力比无绷绳井架有大幅度减小,减小率分别为25.1%和19.5%,但衰减缓慢;加2层绷绳石油钻机井架动位移和动应力比加1层绷绳井架减小幅度更大,且衰减迅速。最后指出,今后在井架设计时应考虑绷绳对井架的力学作用。     

绷绳对石油钻机井架动态特性影响分析

根据石油钻机井架的结构特点,采用有限元方法对井架结构进行有限元离散,采用单轴向受拉或受压杆单元进行绷绳模拟,并在不同数值范围内施加预紧力,通过对6种工况下石油钻机井架动态特性的计算,分析绷绳预紧力对井架动态特性的影响。分析结果表明,绷绳预紧力对井架前3阶固有频率影响较大,对3阶以上的高阶自振频率影响较小;当绷绳预紧力小于3 kN时,绷绳预紧力对井架固有频率的影响可以忽略;在3~20 kN范围内,随绷绳预紧力增大井架各阶固有频率也增加,低阶频率增幅明显;当绷绳预紧力超过20 kN时,随着预紧力的继续增大,井架振动频率将不受预紧力变化的影响。     

绷绳对石油钻机井架动态特性影响分析

根据石油钻机井架的结构特点,采用有限元方法对井架结构进行有限元离散,采用单轴向受拉或受压杆单元进行绷绳模拟,并在不同数值范围内施加预紧力,通过对6种工况下石油钻机井架动态特性的计算,分析绷绳预紧力对井架动态特性的影响。分析结果表明,绷绳预紧力对井架前3阶固有频率影响较大,对3阶以上的高阶自振频率影响较小;当绷绳预紧力小于3 kN时,绷绳预紧力对井架固有频率的影响可以忽略;在3²0 kN范围内,随绷绳预紧力增大井架各阶固有频率也增加,低阶频率增幅明显;当绷绳预紧力超过20 kN时,随着预紧力的继续增大,井架振动频率将不受预紧力变化的影响。     

无绷绳修井机稳定性仿真分析

对无绷绳修井机井架进行了特征值屈曲分析,得出了频率和载荷之间的关系,并确定了井架结构形式。根据整机稳定性要求,分析了工作状态时的整车稳定性,通过改进支撑方案,使整车稳定系数达到了设计要求。     

作业井架绷绳非线性效应对结构特性的影响分析

1．非线性效应的等效处理方法 绷绳是作业井架的重要支承，一般为钢丝绳。绷绳一端固定于井架，另一端固定于地锚桩上，只承受拉力作用。绷绳在自重和轴向力的作用下呈悬链线形，所以绷绳可用悬链方程描述，为此假设：     

XJ150型无风载绷绳修井机研制及应用

为满足沼泽、沙漠及井位密集地区的小修作业要求,加快生产进度,开发了一种车载自走式无风载绷绳修井设备。介绍了其结构原理及设计的关键点,并对其应用效果进行统计分析。目前该设备已在新疆油田得到广泛应用。     

井架绷绳地锚起下装置的研制与应用

针对油田现场下地锚时工作量大,矿渣和大石块填料地层靠人力旋入地锚非常困难,地锚车扭矩小遇到冻层不能下地锚及不能起出地锚的问题,通过在随车吊上增加1个大扭矩液压式地锚起下装置即可解决上述问题。地锚起下装置主要由随车吊吊臂、圆钢销子、高强度可伸缩支架吊耳、支架、液压马达、输出轴、地锚夹具、专用钻头等组成。随车卡吊可实现搬家及起下地锚功能,利用随车吊普及率高、底车可以取力、吊臂灵活等优点,把井架绷绳地锚起下装置安装在吊臂上,可方便地在井场任何位置起下地锚。采用该装置在高采、兴采、冀东等油田共计起下地锚8000套,累计缩短施工周期超过180d,创经济效益120万元。     

ZJ40CZ/K直立无绷绳4000m车装钻机的研制

为了满足丛林、山地、丘陵、沙漠等特殊地区油气开发的需要,设计了直立无绷绳车装钻机。该钻机吸收了国外先进技术和传统车装、橇装钻机的经验,具备优良的技术性能。与传统的车装钻机相比有以下区别:(1)所使用的运载车不同,传统车装钻机使用的是14×8运载车,该钻机使用的是8×8运载车;(2)所使用的井架不同;(3)传统车装钻机使用的是独立钻台,而该钻机使用的是模块结构。实验表明,该钻机除满足4000m钻井的生产要求外,还具有其他钻机所不能达到的工作可靠性,性能稳定性以及复杂路况下的移运灵活性。     

基于遗传算法的无绷绳修井机钢丝绳与井架夹角优化设计

定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角,对无绷绳修井机井架的应力和变形影响很大,为了降低井架的应力和变形,用遗传算法优化了无绷绳修井机定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角.基于ANSYS分析了优化前后两种方案无绷绳修井机井架的应力和变形,分析结果表明,优化后的方案井架的应力和井架上天车位移减小了,优化设计方案明显改善了无绷绳修井机的结构参数.     

对在用塔形井架的可靠性鉴定

文章重点讨论的问题包括:(1)根据井架鉴定的目的和要求,提出二阶段评定方法,即初级评定和综合评定。(2)对在用塔形井架可能出现的受损和缺陷进行分析。(3)对在用塔形井架评定原则进行初步探讨,提出以主要构件为主,次要构件为辅;应力测试为主,结构模态测试为辅的评判原则。     

基于SAFI的海洋塔形井架的拖航计算分析

由于海洋环境恶劣,为了保证自升式平台配备的塔形海洋井架的结构安全,除了静载工况外,研究井架在拖航运输过程中的载荷变化过程很有必要。用SAFI软件对海洋塔形井架的拖航运输工况进行了计算分析,包括拖航过程惯性载荷和动态分析。该方法还可为深海钻井平台上的动态海洋井架设计提供借鉴。     

初始缺陷对塔形井架可靠度的影响

在对油田进行现场调查的基础上,讨论了初始缺陷对塔形井架可靠度的影响,推导了节点平移或支座沉陷引起的位移或应力值变化的计算公式,并对现场测试的某塔架进行了实例计算。还讨论了锈蚀对塔架可靠度的影响。     

股役塔形井架承载力的二级模糊综合评判

目前，油田对服役井架类别划分的一刀切标准不够合理。服役井架承载力随已有缺陷的增加而降低的过程是渐变的，所以服役井架分类标准存在着模糊性。在讨论了股役塔形井架划分等级的模糊性后，研究了立柱弯曲度与弯曲数、螺栓孔胀大量、拉筋弯曲度、锈蚀率和钻机月等因素对各个评定等级的隶属函数及隶属度的确定。综合考虑井架、天车、底座和附件的状况，给出了确定股役塔形井架安全承载力的二级模糊综合评判公式。工程实际算例表明，     

服役塔形井架承载力的二级模糊综合评判

目前，油田对服役井架类别划分的一刀切标准不够合理。服役井架承载力随已有缺陷的增加而降低的过程是渐变的，所以服役井架分类标准存在着模糊性。在讨论了服役塔形井架划分等级的模糊性后，研究了立柱弯曲度与弯曲数、螺栓孔胀大量、拉筋弯曲度、锈蚀率和钻机月等因素对各个评定等级的隶属函数及隶属度的确定。综合考虑井架、天车、底座和附件的状况，给出了确定服役塔形井架安全承载力的二级模糊综合评判公式。工程实际算例表明，文中所述方法合理可行。     

井架可靠度计算

根据可靠性理论基础,阐述了井架可靠度的基本概念。井架可靠度分为构件可靠度和结构可靠度,重点讨论了井架因构件失效而引起的结构失效问题。提出了井架系统,包括串联系统、并联系统和混联系统的可靠度计算方法。