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题名钻机井架模态及谐响应研究
被引量：4
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作者
李万昊
段国林
陈菲菲
梁娟娟
马红月
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机构
河北工业大学机械工程学院
天津市天锻压力机有限公司
石家庄铁路职业技术学院
天津市第一轻工业学校
河北轨道运输职业技术学院
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出处
《钻采工艺》
北大核心
2017年第3期30-33,9,共4页
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基金
基金项目:"石油钻机关键零部件有限元分析及优化设计"(151080381A)
"基于EXPRESS的企业核心能力建模方法研究"(F2014202241)
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文摘
运用ANSYS软件对某公司ZJ40钻机K型井架建立有限元模型且进行模态及谐响应研究,通过模态分析得到前十阶固有频率和各阶主振型,结果表明,第2阶固有频率与钻机转盘II挡频率最接近,易发生共振,但可通过调节柴油机转速从而避免发生共振。井架承受最大位移为24.788 mm,最大弯矩为72 733 N·m,最大应力为-0.122 92×109Pa,满足井架结构设计要求;通过谐响应分析得到位移频率响应曲线,结果表明,井架系统的主振方向为Z(前开口)方向,其主振频率为1.300 0 Hz,接近模态分析2阶主振频率1.251 5 Hz,与实际情况具有一致性。从分析结果上看模态分析与谐响应分析结果一致,说明分析具有正确性,为以后选取配套钻机及对井架的故障诊断、预报、改进及优化井架结构提供了理论依据。
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关键词
钻机井架
有限元模型
模态分析
谐响应分析
ANSYS
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Keywords
drilling derrick
finite element model
modal analysis
harmonic response analysis
ANSYS
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分类号
TE923
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名钻机井架耦合载荷瞬态研究
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作者
李万昊
段国林
许红静
马红月
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机构
河北工业大学机械工程学院
河北建勘钻探设备有限公司
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出处
《科技通报》
2018年第1期84-88,150,共6页
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基金
石家庄市科学技术局(151080381A)
河北省自然科学基金(F2014202241)
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文摘
根据钻机井架实际工作情况建立井架振动模型,通过测试实验得到动态载荷,应用ANSYS软件对该公司最新研制的K型井架进行瞬态响应分析。研究结果表明:在动载荷作用下,钻机井架各部分变化具有同时性,而达到最大值的时刻不同,说明井架响应具有滞后性;井架以上下振动为主,同时具有一定程度的扭振;位移变化主要发生在井架顶部,而扭转振幅从顶端向下逐渐减弱;最大振动位移、最大弯矩、最大应力分别为133.580mm、87084.0N·m、-0.17354E+09Pa,均满足设计要求。在瞬态振动过程中,振动衰减最快的是扭转,而x向、y向、z向振动位移中x向衰减最快,这与实际情况一致。因此,运用实际动载荷对井架进行瞬态分析为井架结构设计以及安全评估提供了参考依据。
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关键词
石油井架
振动模型
载荷工况
瞬态响应
ANSYS
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Keywords
oil derrick
vibration model
Load cases
transient response
ANSYS
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分类号
TE923
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名石油钻机井架地震谱响应研究
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作者
李万昊
段国林
许红静
马红月
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机构
河北工业大学
天津市天锻压力机有限公司
河北建勘钻探设备有限公司
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出处
《科技通报》
2018年第4期180-185,189,共7页
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基金
石家庄市科学技术局(151080381A)
河北省自然科学基金(F2014202241)
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文摘
运用ANSYS软件在模态分析的基础上对公司最新研制的K型井架进行了地震谱响应分析,得到井架主要变形发生在人字架、二层台、顶端以及井架的四根立柱,钻机井架最大位移20.333 mm,最大弯矩-45825.0 N·m,最大应力0.70805E+08 Pa以及位移频率曲线、位移高度曲线等结果。结果表明:井架结构在地震作用下谱响应值变化合理,符合美国API4F标准的要求;X向是井架的主振方向,与实际情况一致。为石油钻机井架的抗震理论研究和工程设计提供参考依据。
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关键词
井架模型
ANSYS
模态分析
谱响应
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Keywords
Derrick model
ANSYS
modal analysis
spectral response
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分类号
TU3
[建筑科学—结构工程]
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