HJJ900/64-T型海洋超深井井架可靠性分析

发布时间：2020-12-21 12:32

　　HJJ900/64-T型海洋井架是为满足12 000 m钻深的自升式钻井平台超深井钻井而研制。该井架设计为满足4单根组成一立根结构的井架高度,比传统的3单根井架至少增加了10 m的高度,达到了64 m。为使该井架满足在恶劣的海洋环境下的使用要求,对井架主体结构进行了可靠性分析。使用有限元分析软件ANSYS对HJJ900/64-T型超深井井架建立了完整的井架有限元模型,根据井架的设计使用条件及自存环境条件,对井架工作工况、风暴自存工况、拖航工况及在顶驱转动、风振、波浪等外部载荷激励时进行了模态分析。分析结果表明,井架在工作工况、风暴自存工况、拖航工况下结构强度及刚度都能满足设计和使用要求,而在拖航工况下受到波浪载荷激励时有可能产生共振。因此可根据共振产生的阵型特性对该井架的局部结构做加强处理,使之更加安全可靠。 

【文章来源】：石油机械. 2020年06期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

井架工作状态下的应力和位移云图

从图2可以看出，最大应力值是201 MPa，出现在井架大门侧斜支撑杆处，小于Q345材料在1.67安全系数下的许用应力值206 MPa，故井架结构强度安全可靠。井架在风暴自存工况下的最大应力值出现在井架大门侧斜支撑杆处，这是由于井架作为高耸的悬臂结构在受到69 m/s的水平方向阵风时向大门侧倾斜，大门杆件侧承受较大的压应力。井架的最大位移值是146 mm，出现在井架天车处，整个井架没有出现特别大的不可恢复位移，井架结构刚度也满足设计和使用要求。通过对井架在风暴自存工况下的计算得出井架整体结构能够保全，设计安全可靠。4 拖航计算

式中:ax为井架的横向加速度，m/s2;r为井架质量中心到摇摆中心的距离，根据拖航设计，该参数取57 m;β为井架质量中心到摇摆中心的连线跟摇摆中心竖直轴线的夹角，根据拖航设计，该参数取36°;φ0为船体最大摇摆角度，根据ABS船级社规范要求远洋拖航时φ0取15°;Tφ为横摇周期，根据ABS船级社规范要求远洋拖航时Tφ取10 s。井架纵向加速度主要是由拖航过程中船体摇摆产生的竖直方向加速度与船体升沉加速度之和，可按照下式计算:

【参考文献】：
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本文编号：2929832