A型井架失效的力学分析

论文摘要

采油井架钢结构是钻采石油时所必需的支架结构,对油田生产起着重要作用。A型井架在石油钻井中被广泛地应用,其最大承载能力和井架失效问题一直是石油界普遍关注的问题。但是目前国内外对石油钻机井架承载能力评定理论和技术尚不能满足现场对井架承载能力的需要,因此有必要深入研究石油钻机井架承载能力和井架失效问题。本文从力学的角度对井架的力和整体稳定性以及起升过程中的一些力学问题进行了分析,建立井架结构的力学模型,利用有限元计算了最大承载能力。找出井架承载易发生失稳的薄弱部位,进而从材料、结构等方面进行了分析,从现场安全的角度给出井架设计和维修方案的具体建议,得出一套能够指导现场安全施工作业的实用技术。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 文献综述
• 第1章 引言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究状况
• 1.2.2 国外研究状况
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第2章 井架的外力分析
• 2.1 井架外力分析
• 2.1.1 井架工作状态
• 2.1.2 井架外载的力学
• 第3章 井架的内力计算和强度校核
• 3.1 井架受力坐标系
• 3.2 井架刚度力学方程式
• 3.2.1 刚度方程
• 3.2.2 刚度方程的坐标转换
• 3.2.3 建立结构整体刚度方程式
• 3.2.4 节点位移与约束反力的计算
• 3.3 井架各构件内力与应力的分析与计算
• 第4章 井架整体稳定性分析
• 4.1 筛选可靠的方法对井架进行压杆稳定校核
• 4.1.1 安全系数法
• 4.1.2 许用应力法
• 4.2 井架力学分析
• 4.2.1 井架静力学分析
• 4.2.2 井架动力学分析
• 4.3 采用实用计算法对井架整体稳定校核
• 4.3.1 计算简图的分析与确定
• 4.3.2 整体稳定的校核
• 第5章 井架起升的力学问题研究
• 5.1 井架起升的受力分析
• 5.1.1 前撑杆法井架起升计算
• 5.1.2 人字架法井架起升计算
• 5.2 井架底座起升的受力分析
• 第6章 实例计算与失效分析
• 6.1 实例模型
• 6.1.1 单元的选择和模型的建立
• 6.1.2 约束条件
• 6.1.3 井架载荷分析
• 6.1.4 载荷的形成
• 6.1.5 工况及其组合
• 6.2 井架静力分析
• 6.3 井架动力分析
• 6.3.1 模态分析
• 6.3.2 瞬态动力学分析
• 6.4 稳定性分析
• 6.5 小节
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要