浮式鉆井平臺(tái)塔形井架的動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、隨著陸地油氣開采量的下降,人們開始將視線移至海洋,深水油氣田將成為未來石油產(chǎn)量的重要源泉。作為深海油氣田勘探開采的關(guān)鍵性平臺(tái)—浮式鉆井平臺(tái)的動(dòng)力響應(yīng)也將越來越受到關(guān)注,而平臺(tái)上塔形井架作為海洋鉆機(jī)起升系統(tǒng)的重要組成部分,工作中受到的載荷遠(yuǎn)比陸地鉆機(jī)工況復(fù)雜,不僅存在常規(guī)工作載荷,而且還有復(fù)雜的海浪、洋流等動(dòng)載荷的作用,工作環(huán)境更力口惡劣。井架的強(qiáng)度和安全性是平臺(tái)正常工作的基本保障,因此,研究海洋塔形井架的靜動(dòng)態(tài)特性很有必要。
　　

2、 本文通過前期調(diào)研,將坐落于浮式鉆井平臺(tái)上的塔形井架進(jìn)行分類,依據(jù)得到的資料,選取某浮式鉆井平臺(tái)上的塔形單井架作為研究對(duì)象,建立其三維原型模型和按比例縮小(1:10)的塔形模型井架。針對(duì)海洋塔形井架的工作環(huán)境,將載荷進(jìn)行劃分,然后進(jìn)行組合載荷的計(jì)算。利用ABAQUS有限元分析軟件,進(jìn)行井架的靜力分析計(jì)算,得到在各工況下,井架各桿件應(yīng)力分布和變形等情況,通過穩(wěn)定性分析,確定了該塔形井架的臨界載荷:通過對(duì)井架的模態(tài)分析,獲得結(jié)構(gòu)的固有頻率

3、和模態(tài)陣型;對(duì)起鉆工況進(jìn)行模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。研究沖擊載荷下井架的動(dòng)力響應(yīng);引入海浪譜,完成波浪力譜激勵(lì)下的譜分析,得到響應(yīng)隨頻率的變化規(guī)律。設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)海洋鉆井設(shè)備進(jìn)行環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn),包括六自由度搖擺搖擺試驗(yàn)臺(tái)和模型井架,可模擬海浪作用下平臺(tái)橫搖、縱搖及升沉運(yùn)動(dòng)。在塔形井架上粘貼應(yīng)變片,當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí),采集模型井架大腿應(yīng)變的變化數(shù)據(jù);在鉤載試驗(yàn)中,觀察載荷大小對(duì)井架動(dòng)應(yīng)變等參數(shù)產(chǎn)生怎樣的影響;利用錘擊法檢測(cè)塔形井架的固有頻率;組