车载修井机井架静强度有限元分析.pdf

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1、72探矿工程(岩土钻掘工程)2014年第41卷第l0期车载修井机井架静强度有限元分析刘智(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077)摘要：车载修井机井架静强度分析中，通常略去绷绳和风载的影响，这与井架的实际工况不符。以ABAQUS软件为工具，对某车载修井机井架进行了有限元分析。在不同的静钩载及风载作用下，得出了井架所能承受的最大静钩载以及确定了井架薄弱点所处的位置。并通过计算合理地缩短了绷绳的斜拉范围。关键词：井架；有限元分析；应力；静钩载；绷绳中图分类号：P634．3文献标识码：A文章编号：1672—7428(2014)10—0072—03FilliteElementAnal

2、ysisonStaticStrengthofTruck-mountedWorkoverRigDerrick／LIUZhifXi’anResearchIn—stituteofChinaCoalTechnology＆EngineeringGroupCorp，Xi’anShaanxi710077，China)Abstract：Conventionally，theinfluenceofguywireandwindloadonderrickwasoftenignoredinthestaticstrengthanaly—sisonderrickoftruck-mountedworkoverrig，bu

3、titdoesnotaccordwiththeactualworkingconditions．Thispapermadethefiniteelementanalysisonaderrickoftruck—mountedworkovergthroughABAQUSsoftware．Underdifferentstatichockloadsandwindloads，themaximumstatichockloadthederrickcanbearwasobtainedandtheweakpointpositiononder—rickwasdetermined．Basedonthecalcula

4、tion，thecable—stayedrangeofguYwirewasreasonablyshortened．Keywords：derick；finiteelementanalysis；stress；statichockload；guywire车载修井机以其机动性强、使用方便等优点在2井架有限元模型的建立油田的修井和钻井作业中被广泛使用。井架是修井2．1简化模型机的主要工作部件，用来支撑井口防喷系统、强制起利用ABAQUS有限元分析软件，对井架进行了下系统等装置的重要承载部件，为了使井架应力分整体建模。建模过程中将梯子简化掉，在相应节点布均匀，需要对井架系统在工作状态进行受力分析施加集

5、中质量。简化后的模型由下体井架、上体井以及强度校核，以保证其具有高度的安全性_】卫j。架、液压缸支腿、绷绳组成。根据井架结构的实际连笔者利用ABAQUS有限元分析软件对井架在不同接方式不同，将构成井架的各杆件之间设置为刚性静钩载与风载作用下进行了静力分析，得出井架所连接；液压缸支腿与井架之间设置为铰接。能承受的最大静钩载，并通过计算合理缩短了绷绳计算中，井架主体材料均为16Mn，其弹性模量的斜拉范围。为200GPa，屈服极限345MPa，取安全系数为I．6，其许用应力为215MPa。绷绳结构为6X19+1钢1井架结构芯钢丝绳，其弹性模量为93．2GPa，抗拉强度179井架为前开口、组合式井

6、架，主要由橇座、井架MPa。绷绳的初始拉应力为180MPa。主体、绷绳、梯子、托架、天车等组成。井架主体分为2．2单元划分上体井架和下体井架，是由立柱、横撑、斜撑、液压缸井架主体和液压缸支腿选用三维梁单儿，绷绳支腿组成。上体井架与下体井架由螺栓和销轴联总成选用三维桁架单元。根据实际结构，整个模型接。井架主体最上端一层为焊接的4面封闭结构，共定义了9种截面类型，其中包括7组梁的实常数其余为前开口结构。井架主体两侧扇为焊接的平面和2组桁架的实常数。井架主体有限单元模型长度结构。背扇横撑、斜撑将两侧扇连接成为一个整体。尺寸设置为0．05mm，共由6930个节点和3795个橇座与下体井架由销轴、伸

7、缩液压缸总成等部件连单元组成；液压缸支腿有限单元模型大小设为0．31接，并由伸缩液压缸总成负责井架的起放。井架设mm，共由20个单元22个节点组成；绷绳总成有限计高度为27m，最大设计静钩载为700kN。单元模型大小设置为3．5mm，共由40个单元44个收稿日期：2014—06—01；修回日期：2014—07—02作者简介：刘智(1982一)，男(汉族)，内蒙古乌海人，中煤科工集团西安研究院有限公司助理研究员，机械工程专