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前开口形井架及其底座力学行为分析

刘常宝  
【摘要】: 近年来,K形井架的优势被越来越多的用户所认识,自升式底座也正逐渐取代其它类型的底座,如层箱式、箱块式底座等。本文研究的前开口形井架及其底座就是由K形井架及自升式底座组成,它的突出特点是井架、底座的立柱和人字架都可以折叠在一起,减少了体积,便于运输。另外,前开口形井架设计成前扇敞开、截面为Π形的不封闭空间结构,方便游系上下畅行无阻和便于放置立根。底座仅用四根立柱作为主要支撑,大大简化了底座的结构,底座下部开阔,底座的重量减轻,制造、移运成本下降。起升井架时,由于钻台面重心后移,有助于起升,且井架的相对高度增加。整套钻机可以整体移运井位,搬运时间短、速度快、使用的车辆少。因此,前开口形井架及其底座比较适合在沙漠、森林地带、严寒地区、深海等环境恶劣的区域勘探钻井。 本文分析前开口形井架及其底座可能承受的载荷情况,根据结构分析所选用载荷组合的基本原则,确定其主要载荷工况是钻井工况,钻井工况又可分为大钩静载荷工况和转盘梁静载荷工况,考虑到所有可能出现的载荷对井架及其底座产生的最不利的影响,前开口形井架及其底座的静力分析主要按以上两种载荷工况计算分析。 根据前开口形井架及其底座的实际结构特点,建立了它的三维有限元模型。分别按最大钩载工况和最大转盘梁载荷工况对钻机井架及其底座的有限元模型加载,应用专业有限元分析软件ANSYS9.0进行静力特性计算,得出在给定载荷作用时的应力和位移,分析表明前开口形井架及其底座满足强度、刚度要求。


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