修井机Y形支座受井架坠落撞击的数值模拟

万夫　周兆明　毛德森

摘要：在ANSYS中建立修井机井架和Y形支座的有限元模型，并采用六面体单元划分网格.用ANSYS/LSDYNA进行计算，获得井架坠落撞击过程的完整图像以及井架和Y形支座在坠落撞击过程中产生的应力状况，并得到产生裂纹可能性最大的井架部位.该方法为事故井架的无损检测、修理补焊或者钢材更换等提供理论支持.

关键词：修井机； Y形支座； 井架； 坠落； 撞击； 接触； ANSYS

中图分类号： TE923；TB115.1

文献标志码： B

0引言

在石油和天然气勘探开发施工中，石油修井机是修井作业井架系统的关键设备.修井机井架应满足在修井过程中各种组合工况所需的负荷能力，必须有足够的刚性和稳定性.超过29 m的自行式修井机井架主要由天车、井架上体、井架下体、上下承载机构、二层工作台、Y形支座、伸缩液缸及其扶正装置、液压毛头装置、立管、绷绳和梯子等组成.[1]修井机按井架形式分为前开口桁架结构和桅杆式结构，同时可采取伸缩式结构.[2]桁架结构两段或多段的井架可采用伸缩或折叠方式，使用液缸或钢丝绳起升将其竖立到作业位置.在起升过程中若发生轻微摔落事故，则发生事故的井架是否可继续使用，需要无损检测和承载测评分析.[34]井架跌落事故为瞬间冲击过程，现场无法检测事故发生时的数据，很难检测井部受冲击后的性能特性，也不可能观测整个跌落冲击过程.本文通过计算机仿真模拟事故发生的过程，利用ANSYS/LSDYNA显式动力分析软件计算井……