ZJ80／5850D钻机井架及底座静强度分析.pdfVIP

· 机械研究与应用 ·2013年第3期(第26卷，总第125期) 应用与试验 3．4 设计载荷标准 UC值均小于 1，安全 。 按照API4F{钻井与修井结构规范》(2008年， (4)不可预见工况 游动系统 自重及部分钢丝 第 3版)载荷设计的要求(如表 2所列)，将实际井架 绳总重、满转盘载荷、满立根载荷、风速 30．7m／s组 及底座的复杂受力情况分为井架作业工况，底座作业 合工况。该工况是底座承载最恶劣的工况，底座最大 工况，可预见工况，不可预见工况，井架起升工况，底 变形位于立根盒前梁处，最大位移值为一4．23mm。 座起升工况 6种工况进行载荷加载，从而得到力学分 最大应力出现在立根盒梁前梁处，最大应力值为 析的各项数据。(由于有限元模型的重量肯定小于 138．6MPa，立根盒前梁材料为 Q345一B，安全系数大 实际重量，所以通过增加负重系数予以解决。) 于API规定的安全系数 1．67的要求。梁的应力以弯 3．5 井架及底座技术参数 曲应力为主。UC值均小于 1，安全。 井架工作高度为46m；井架 自重为 1380kN；天 (5)起升工况 游动系统重量、无转盘载荷、无 车 自重为50kN；游动系统 自重为 130kN；最大静钩 立根载荷、风速 16．5m／s组合工况 。起升井架最大 载为5850kN；最大钻柱重量为2880kN；井架底部跨 应力出现在井架二段起升绳导向轮附近后腿位置，最 距为 10m；游动系统为7x8(游车滑轮数 ×天车滑轮 大应力值为 162．3MPa，井架材料为Q345一B，安全 数)；钻台高度为 10．5m；二层台高度为24．5m，25．5 系数大于API规定的安全系数 1．67的要求。UC值 m，26．5m；二层台容量为5寸 ，28m立根，280柱。 均小于 1，安全。 4 zJ8O／585OD钻机井架及底座静力计算 5 按照API4F结构安全等级评价 以受力的五种工况为例分析数据如下。 井架底座结构在井架作业工况 1a和底座作业工 (1)井架作业工况 满钩载、无转盘载荷、满立 况 1b下的强度分析，是对井架底座承载能力的安全 根载荷、风速 l6．5m／s组合工况。最大钩载、井架及 评估，安全系数 2．27完全满足API规定的 1．67的安 附件 自重加载于天车梁的4个节点上，风载加载于井 全系数要求，即在井架作业环境 (风速 16．5m／s)、满 架主腿相应节点上。井架最大变形位于井架顶部天 钩载、满立根载荷的条件下，该井架不会发生危险事 车梁处，最大位移 38．9mm。井架左、右前腿与左、右 故，其安全性可以预期。 后腿的轴向应力同步变化，且前腿的轴向应力明显高 井架底座结构在底座作业工况 1b，也是对井架 于井架后腿，井架前腿为主要承载杆件。底座相对刚 底座承载能力的安全评估，安全系数3．04完全满足 度较大，变形量小。井架及底座最大应力位于二层台 API规定的1．67的安全系数要求，即在底座作业环 与井架主腿连接处，最大应力值为 152MPa，井架主 境(风速 16．5m／s)、满转盘载荷、满立根载荷的条件 腿材料 Q345一B，安全系数大于API规定的安全系数 下，该底座不会发生危险事故，其安全性可以预期。 1．67的要求(满足紧凑型结构)。UC值均小于 1，安 井架底座结构在可预见工况2下的强度分析，该 全 (UC值是美国ANSI／AISC((钢结构设计手册》针对 工况安全系数为2．86，满足 API规定的 1．67的安全 钢结构物体承受压缩和弯曲等多种组合载荷联合作