石油井架的動態(tài)測試研究.pdf

1、本文為中國石油天然氣集團公司科學研究與技術開發(fā)項目“在役鉆機安全評定方法”中的部分研究內容。研究工作主要集中于在用井架安全承載力的動態(tài)測試與評定方法研究。本課題根據振動分析理論并結合有限元仿真計算以及實驗室井架模型的動態(tài)測試，提出了一種評定井架安全承載能力的動態(tài)參數評定方法，該方法可以真實地反映井架整體結構的實際性能，科學全面地對現(xiàn)場井架進行安全評定。 本文首先根據井架的結構特征和受力特點將井架結構簡化為一根沿長度上質量均勻分布

2、、剛度恒定的簡支梁模型，并對井架結構簡化模型進行振動分析，推導出井架結構作用載荷與其動態(tài)參數之間的關系式，從理論上驗證了動態(tài)參數評定井架承載能力的可行性。 有限元分析主要在開發(fā)ANSYS軟件的基礎上，根據井架實際構成形式，將桿件簡化為三維空間梁單元，建立井架計算機數值模型，分析井架結構的動力特性，得到了井架模態(tài)特征以及井架結構作用載荷與其動態(tài)參數之間的關系；測試分析主要以DASP軟件為分析平臺，使用大容量數據采集動態(tài)測試系統(tǒng)對實

3、驗室井架模型和在用井架進行動態(tài)測試，測試數據真實地反映了井架結構承載能力和動態(tài)參數之間的關系。從有限元分析和測試分析兩方面驗證了動態(tài)參數評定井架安全承載能力的實用性。最后，根據上述分析結果以及現(xiàn)場實際情況，提出了一種適用于現(xiàn)場井架試驗的動態(tài)參數評定方法。即現(xiàn)場井架試驗時，測試井架在零載和有載工況下的固有頻率，根據井架承載能力和動態(tài)參數之間的關系式，計算井架安全承載能力。并應用此方法對現(xiàn)場A形井架和K形井架進行了安全評定，評定結果科學可靠