深水平臺9000米鉆機井動力特性分析.pdf

1、石油鉆采裝備是隨著石油鉆采行業(yè)的興起而出現(xiàn)的一種專業(yè)性設備。石油鉆采裝備的性能直接地關乎著鉆采事業(yè)的發(fā)展,裝備的可靠性更關系著鉆采作業(yè)的可行性和安全性。鉆機井架作為石油鉆機的主要承載部件,在不同的工況下承受各種靜態(tài)和動態(tài)載荷,成為鉆機的薄弱環(huán)節(jié),特別是海洋石油鉆機井架,因其處在海風、波浪、地震等惡劣的環(huán)境中,強度、剛度和其穩(wěn)定性面臨著嚴重威脅。因此為保證鉆采工作安全、順利地進行,對鉆機井架進行靜態(tài)、動態(tài)特性研究,并對不同工況下設備的安全

2、性能進行評價有著十分重要的意義。
　　 本文采用理論仿真分析與實驗相結合的方法來研究井架的靜態(tài)、動態(tài)特性,最終對井架的力學性能做出評估。為了完成相關實驗,我們自主設計制造出了可用于模擬海上平臺在波浪作用下運動的六自由度振動實驗系統(tǒng),該實驗系統(tǒng)由模型井架和六自由度振動實驗臺組成,模型井架嚴格根據(jù)實際井架的結構尺寸按照1:10的比例進行縮小,材料采用Q235,六自由度振動實驗臺由六個相同的步進電機和絲杠與上動板和底座相連,通過控制電

3、機的不同轉速和轉數(shù)來實現(xiàn)實驗臺的不同運動。文章中首先通過ABAQUS有限元軟件對模型井架在模擬靜鉤載、瞬態(tài)鉤載、平臺搖擺和升沉等工況下進行模擬仿真分析,并提取模型井架的固有頻率和振型,將仿真分析的結果與相同條件下的實驗結果進行對比,對于仿真分析結果與實驗結果存在較大誤差的,我們及時地對實驗和仿真方法進行修正,直到兩者的結果一致。說明此時的模擬仿真方法是合理的,可以較為精確地模擬實際工況下實際井架的力學特性。最后建立實際井架的有限元模型,