ANSYS在石油鉆機領域中的應用

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ANSYS在石油鉆機領域中的應用

從某種意義上說，石油鉆井工程與航天工程相類似，地面以上有井架與鉆井動力系統，循環凈化系統、后勤安全保障系統等；地面以下包括鉆柱、鉆挺、井底鉆具組合（BHA）或井下動力鉆具、導向系統（MWD）、鉆頭、以及油層目標靶點等。對于鉆井系統中大到系統結構，小到各個部件的力學性能、靜態強度、動力學特性都對鉆井系統產生重要影響，而鉆井系統中的系統結構和大多數零部件都可以采用ANSYS有限元仿真進行模擬分析。ANSYS分析系統可以在諸方面發揮優勢作用。

作為石油鉆采設備鋼結構的重要組成部分，其桿件多、受力復雜，且由于使用工況復雜，對其進行精確的計算和分析十分重要。石油鉆采井架結構型式種類繁多，除少數特殊井架外，基本類型有塔形、前開口式、A形等。 ANSYS的結構靜力分析可用來求解外載荷引起的位移、應力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結構的影響并不顯著的問題。ANSYS程序中的靜力分析不僅可以進行線性分析，而且也可以進行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應變及接觸分析。 南陽石油機械廠應用ANSYS軟件對225噸開口直立式海洋平臺石油鉆機井架進行靜力分析。。應用ANSYS提供的APDL語言對各構件單元按照API Spec 4F 規范要求進行校核，判斷各構件是否滿足安全性要求但僅知各構件的應力并非完全可知各構件是否滿足設計規范的安全性要求。對于幾百個構件的井架進行校核，其計算量是相當大的，而采用ANSYS提供的工程語言APDL大大簡化了計算過程。