前開口形井架及其底座力學(xué)行為研究

楊維彪 熊躍峰

摘要：在嚴(yán)寒地區(qū)、沙漠和深海等環(huán)境惡劣的區(qū)域，前開口形井架及其底座在石油勘探鉆井工作中得到了應(yīng)用。為了確保該種井架及其底座結(jié)構(gòu)能夠得到安全使用，還需要在實(shí)際工作中對其靜力學(xué)特性展開分析。文章使用有限元分析法對該結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為展開了研究，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：前開口形井架；底座；力學(xué)行為；石油勘探鉆井工作；有限元分析 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TE923 文章編號：1009-2374（2016）17-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.073

相較于其他石油鉆井井架，K形井架具有較多的應(yīng)用優(yōu)勢。而前開口形井架及底座由K形井架和自升式底座構(gòu)成，不僅具有開放式的空間結(jié)構(gòu)，同時(shí)也有重量輕和下部開闊的底座，所以在諸多石油勘探鉆井工作中得到了應(yīng)用。根據(jù)前開口形井架及其底座的實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且通過建立相應(yīng)的三維有限元模型，本文則對該種結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為展開了分析，從而對該結(jié)構(gòu)的承載能力展開研究。

1 前開口形井架及其底座的結(jié)構(gòu)分析

從結(jié)構(gòu)上來看，前開口形井架及其底座由K形井架和自升式底座構(gòu)成。其中K形井架由四大節(jié)組成，每一節(jié)都是由角鋼、工字鋼和圓管鋼件構(gòu)成，各構(gòu)件之間采取焊接方式連接。而自升式底座為空間鋼架結(jié)構(gòu)，由多個(gè)框架構(gòu)成，并且每個(gè)鋼架都是由工字鋼或型鋼焊接而成。從上、中、下組成結(jié)構(gòu)來看，底座上層有鉆臺面，底座中層有前后立柱、人字架和斜立柱，底座下層為底面。其中鉆臺面主要用于進(jìn)行井架、轉(zhuǎn)盤和其他鉆井設(shè)備的安裝，可以為鉆井操作提供平臺。……