ZJ70钻机井架及底座设计计算报告.pdf

ZJ70 钻机井架及底座 设计计算报告 目 录 前 言……………………………… ………………………2 第一章 ZJ70 钻机井架静力 有限元强度分析……………… …………………3 一、ZJ70 钻机井架静力分析内容 二、ZJ70 钻机井架主要技术参数 三、建立计算模型 四、确定计算载荷 五、静力计算与结果分析 六、井架起升强度计算分析 第二章ZJ70 井架的疲劳强度计算…………………63 一、 疲劳强度计算法 二、ZJ70 钻机井架的疲劳计算分析 第三章ZJ70 井架的稳定计算………………………73 一、 前开口井架稳定性概念 二、 井架整体稳定计算的理论折算法 三、 井架整体稳定实际计算 第四章ZJ70 井架的可靠性计算分析 ………………………………………………………79 一、可靠性计算的概念 二、井架的可靠性计算方法 三、井架的可靠性计算 四、结论 第五章 井架的总体评价…………………………………87 1 前 言 一、问题的提出 为了确保产品质量及使用的可靠性，对其ZJ70 钻机井架底座进行有 限元分析、疲劳寿命分析、稳定计算分析、安全可靠性分析及设计验证。 2 二、ZJ70 钻机井架强度分析内容 根据有关设计技术资料和参数，严格按照 A P I S P E C 4 F 第 8 . 3 条 要求进行计算。具体分析内容与要求如下： 1. 无风载、无立根、最大静载荷下井架的强度计算分析； 2. 突发风速30.7m/s 、无钩载、无立根时井架强度计算分析；（超预 期风速计算：以47.8/m/s 分析计算） 3. 最小设计风速 （预期）38.6m/s、满立根、无钩载时井架的强度计 3 算分析； 4. 作业和安装 16.5/ms； 提高一个级别的额定载荷 8 级风时（风速 20.7m/s ）井架的静强度计算； 5. 钻机底座强度计算分析； 6. 井架起升的强度计算分析； 7. 完成井架的稳定性计算分析； 8. 井架疲劳计算分析； 9. 井架可靠性计算分析； 三、问题的技术分析要点 该钻机井架有限元强度分析主体计算完全借助于ANSYS 软件，其计 算理论是可信，计算结果是可靠的。计算分析的技术原则： 1. 建立静力计算模型 2. 杆件强度和稳定性校核。在总体静载有限元分析基础上进行。 3. 井架的疲劳计算，按应力幅法计算分析。 4. 井架整体稳定计算，按弹性稳定理论分析。 5. 在静强度计算的基础上，进行可靠性分析。 6. 按ANSYS 实际计算直接生成变形井架过程动态演示软件。 第一章 ZJ70 钻机井架 静力有限元强度分析 一、ZJ70 钻机井架静力分析内容 1. 无风载、无立根、最大静载荷下井架的强度计算分析； 2. 突发风速 30.7m/s、无钩载、无立根时井架强度计算分析；（超预 期风速计算：以47.8/m/s 分析计算） 3. 最小设计风速 （预期）38.6m/s 、满立根、无钩载时井架的强度计 算分析； 4.作业和安装 16.5/ms； 提高一个级别的额定载荷 8 级风时（风速 4 20.7m/s ）井架的静强度计算； 5. 钻机底座强度计算分析； 6. 井架起升时受力分析与强度计算； 7. 井架起升起人字架的强度计算分析 二、ZJ70 钻机井架主要技术参数 1. 最大静载荷：Qmax