深海钻井船双联井架动载特性研究

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近年来,随着我国石油需求量的增长以及陆地主力油田原油产量的下降,人们幵始将视线转至海洋油气开采。深海钻井船是一种用于海洋石油开发的大型海上浮式结构物,运动性能优越,广泛应用于远海深水作业。双联井架作为深海油气幵发钻机起升系统的重要组成部分,其工作环境远比陆地钻机的工作环境复杂得多,这就导致海洋双联井架不但承受常规的工作载荷,还要承受风激励产生的风载荷、钻机菸动产生的蕊动载荷以及海水波浪产生的波浪载荷。因此,为了保证钻井质量,对深海双联井架结构的可靠性及其动载特性分析有着极其重要的意义.本文首先分析目前海上钻井使用的主要双井架形式及主要特点,初步确定所计算井架的结构,然后根据API标准计算井架的载荷和分配方式(恒载、工作载荷、自然载荷和动力载荷),并确定载荷的组合方式。采用ANSYS软件建立双联井架的有限元模型,通过对井架进行静力分析,得到井架构件在静力作用下的应力分布和井架受力变形趋势,为井架的评定提供了参考依据。对井架稳定性进行分析并得到井架临界载荷值。研究了结构可靠性和结构体系,选定双联井架整体可靠性指标的计算方法,并根据有限元静强度计算的结果计算了双联井架的整体可靠性指标,与通用标准进行了比较可知双联井架可靠性高。最后,利用ANSYS软件完成双联井架的动力特性分析,通过双联井架的模态分析和谐响应分析,得出井架的固有频率和振型,得出结构的响应随频率的变化规律。为双联井架的强度校核、优化设计以及现场应用提供了依据。
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