ZJ50/3150LDB钻机井架的设计和有限元仿真分析

论文摘要

井架作为石油钻机的重要组成部分,用于安放天车、游车等起升设备,承受着各种作业载荷,因此,有关井架的设计和结构分析一直是石油机械研究的重要课题。首先对国内外钻机井架进行了研究,对同类产品进行了比较分析,对产品设计要求进行了全面分析,完成了ZJ50/3150LDB钻机井架的设计方案,确定了井架的基本参数、材料、整体结构型式、井架的主要结构以及井架的制造工艺要求。其次,基于ANSYS软件,研究了有限元仿真方法在ZJ50/3150LDB钻机井架结构分析中的应用。通过对井架载荷和受力的研究分析,建立了井架有限元分析模型,对井架静态状况下的四种典型工况进行了有限元仿真,并根据仿真分析结果进行了强度校核和优化设计;对井架起升过程进行了有限元仿真分析,研究了井架不同起升角位置以及起升用人字架的起升强度,进行了强度校核和优化设计;建立了井架稳定计算模型,进行了有限元仿真分析,研究了保持井架稳定的临界载荷。最后,根据井架的设计分析和有限元仿真分析得出了ZJ50/3150LDB钻机井架设计合理、安全可靠的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第二章 钻机井架的设计
• 2.1 设计原则
• 2.2 设计要求
• 2.3 基本参数分析
• 2.4 材料选择
• 2.5 整体结构型式选择
• 2.6 主要结构选择与确定
• 2.7 制造工艺要求
• 2.8 有限元仿真分析要求
• 第三章 井架结构分析的理论基础
• 3.1 井架设计计算的基本原则
• 3.2 有限元法的基本原理
• 3.3 井架的有限元分析模型
• 第四章 井架整体的静力计算分析
• 4.1 用ANSYS软件分析井架的技术处理
• 4.2 确定计算载荷
• 4.3 井架静力计算结果
• 第五章 井架整体的起升强度计算分析
• 5.1 快绳拉力计算
• 5.2 井架起升强度计算分析
• 5.3 人字架的起升强度计算分析
• 第六章 井架的整体稳定性计算分析
• 6.1 前开口井架稳定性概念
• 6.2 井架整体稳定计算的理论折算法
• 6.3 井架整体稳定计算结果
• 第七章 结论
• 7.1 井架的设计
• 7.2 井架的有限元仿真分析
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢