石油鉆機井架結構優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、石油鉆機井架是鉆機的重要承力部件之一，承受著主要的鉆井載荷，其鋼結構井架桿件多、連接復雜，受力環(huán)境惡劣，使用工況復雜，因強度不夠、失穩(wěn)而破壞的情況在國內外都曾發(fā)生過。因此，將有限元技術應用于鉆機井架的設計中，不但能提高設計速度，而且能使產品滿足剛度、強度、穩(wěn)定性要求。 本文首先對鉆機井架設計、制造，以及井架工作現(xiàn)場進行了全面的調研，查閱了國內外同類產品的研究動態(tài)，針對井架的實際情況，經(jīng)過合理的簡化和技術處理利用新型可顯示截面形狀

2、的 beam188單元建立了井架JJ114/42的有限元力學分析計算模型；進而仔細研究API石油行業(yè)標準，確定了井架外載荷計算公式和需要進行計算分析的四種危險工況：最大吊重工況、正常吊重+70％大風載荷工況、滿立根大風等候天氣工況和最大風載荷工況；然后，對模型進行了靜力分析求解，得出了井架在不同工況下的應力分布和變形規(guī)律。最后，在仔細研究靜力分析結果的基礎上對井架的主要承載構件四條主大腿進行了優(yōu)化設計。 考慮到井架的應力分布情況