石油井架的動(dòng)態(tài)測(cè)試研究.pdf

1、本文為中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“在役鉆機(jī)安全評(píng)定方法”中的部分研究?jī)?nèi)容。研究工作主要集中于在用井架安全承載力的動(dòng)態(tài)測(cè)試與評(píng)定方法研究。本課題根據(jù)振動(dòng)分析理論并結(jié)合有限元仿真計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)室井架模型的動(dòng)態(tài)測(cè)試，提出了一種評(píng)定井架安全承載能力的動(dòng)態(tài)參數(shù)評(píng)定方法，該方法可以真實(shí)地反映井架整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能，科學(xué)全面地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)井架進(jìn)行安全評(píng)定。 本文首先根據(jù)井架的結(jié)構(gòu)特征和受力特點(diǎn)將井架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一根沿長(zhǎng)度上質(zhì)量均勻分布

2、、剛度恒定的簡(jiǎn)支梁模型，并對(duì)井架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型進(jìn)行振動(dòng)分析，推導(dǎo)出井架結(jié)構(gòu)作用載荷與其動(dòng)態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系式，從理論上驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)參數(shù)評(píng)定井架承載能力的可行性。 有限元分析主要在開(kāi)發(fā)ANSYS軟件的基礎(chǔ)上，根據(jù)井架實(shí)際構(gòu)成形式，將桿件簡(jiǎn)化為三維空間梁?jiǎn)卧?，建立井架?jì)算機(jī)數(shù)值模型，分析井架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，得到了井架模態(tài)特征以及井架結(jié)構(gòu)作用載荷與其動(dòng)態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系；測(cè)試分析主要以DASP軟件為分析平臺(tái)，使用大容量數(shù)據(jù)采集動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)實(shí)

3、驗(yàn)室井架模型和在用井架進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)地反映了井架結(jié)構(gòu)承載能力和動(dòng)態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系。從有限元分析和測(cè)試分析兩方面驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)參數(shù)評(píng)定井架安全承載能力的實(shí)用性。最后，根據(jù)上述分析結(jié)果以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出了一種適用于現(xiàn)場(chǎng)井架試驗(yàn)的動(dòng)態(tài)參數(shù)評(píng)定方法。即現(xiàn)場(chǎng)井架試驗(yàn)時(shí)，測(cè)試井架在零載和有載工況下的固有頻率，根據(jù)井架承載能力和動(dòng)態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系式，計(jì)算井架安全承載能力。并應(yīng)用此方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)A形井架和K形井架進(jìn)行了安全評(píng)定，評(píng)定結(jié)果科學(xué)可靠