前开口钻井的井架设计.doc

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1、前开口钻井井架设计摘要：井架是石油钻井设备中重要的设备，它在钻井过程中用于安放和悬挂天车，游车，大钩等起升设备与工具，以及起下、存放钻杆、油管或抽油管。在泛调研当前钻井井架发展状况的基础后，确定了前开口井架的结构形式。本次设计井架总体结构采用五段焊接件，用圆锥销连接，既具有良好的移运性，又便于现场安装。随后确定了三种井架工况组合，综合应用相关力学方面的知识对各种工况下的载荷进行分析计算，得出井架所受的载荷，建立井架分析的力学模型。根据结构有限元分析的要求，对井架进行网格剖分，用ANSYS软件进行计算，计算结果表明，井架的强度、刚度满足设计要求。最后进行井架整体结构稳

2、定性校核和销轴与耳板校核。关键词：前开口井架、结构有限元分析、钻井设备HatchedInTheFrontDerrickDesignAbstract：Derrickisoneofthemostimportantequipmentindrillingmachine.Afterthewidespreadinvestigationandstudycurrentwelldrillingdevelopmentcondition,hasdeterminedthederrickKstructuralstyle.thisdesignderrickoverallstructureuse

3、sfivesectionsofweldments,withconformforelockjoint,bothhasthegoodportagenature,andisadvantageousforthesceneinstallment.AccordingtotheAPIstandardandthenationalstandard,haddeterminedthreekindofderricksoperatingmodescombination,carriesontheanalysiscomputationeachkindofoperatingmodeload,obt

4、ainsthederricktoreceivedtheload,establishesmechanicsmodelwhichthederrickanalyzes.Accordingtothestructurefiniteelementanalysisrequest,carriesonthegridtothederricktocutinhalf,carriesonthecomputationwithANSYSsoftware,thecomputedresultindicated,thederrickintensity,therigiditysatisfythedesi

5、gnrequest.Finallycarriesonthederrickoverallconstructionstabilityexaminationandsellstheaxisauricleexamination.Keywords:hatchedinthefrontderrick,finiteelementanalysis,drillingmachine目录第一章绪论1第二章井架的结构方案52.1井架的结构设计52.2井架杆件的截面选择62.3井架材料的选择72.4井架各杆件几何尺寸的确定72.5井架整体框架结构的确定9第三章载荷分析与计算103.1井架载荷基本

6、定义及其计算方法103.2井架的载荷组成12第四章井架的强度、刚度分析计算164.1ANSYS软件简介164.2有限元分析方法的基本思想和分析步骤174.3有限元法分析井架的基本原理184.4井架结构有限元静力分析184.5节点、载荷的计算204.6ANSYS5.4程序的数据输入28第五章井架的稳定性校核455.1井架整体稳定性校核455.2绕X轴的整体稳定性校核455.3绕y轴的整体稳定性校核47第六章井架连接处销轴、耳板的设计及强度校核计算496.1井架与井架底座连接处销轴与耳板的设计及强度校核496.2人字架与井架主体连接处销轴与耳板的设计及强度校核516.3

7、井架各主体的销轴、耳板的设计及强度校核53小结55参考文献56致57第一章绪论石油和天然气是宝贵的能源和化工原料，是现代经济的“血液”，是当今最重要的能源之一。它与人们的衣食住行密切相关，它是衡量一个国家综合实力的标准，它能够影响一个国家或地区的发展，直接影响到国民经济的稳定，更能导致一个国家或地区政治经济的安定。它们埋藏在地下几百米、上千米甚至超过万米的岩层中。为了寻找油气藏，开采石油天然气，需要钻井，需要一整套俗称钻机的钻井机械及设备。而钻井井架又是石油钻机的重要组成部分，用于安放天车、游车大钩等起升设备与工具，承受起下钻、下套管及其他作业产生的载荷，提供起