前开口形井架及其底座力学行为研究

杨维彪 熊跃峰

摘要：在严寒地区、沙漠和深海等环境恶劣的区域，前开口形井架及其底座在石油勘探钻井工作中得到了应用。为了确保该种井架及其底座结构能够得到安全使用，还需要在实际工作中对其静力学特性展开分析。文章使用有限元分析法对该结构的力学行为展开了研究，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：前开口形井架；底座；力学行为；石油勘探钻井工作；有限元分析 文献标识码：A

中图分类号：TE923 文章编号：1009-2374（2016）17-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.073

相较于其他石油钻井井架，K形井架具有较多的应用优势。而前开口形井架及底座由K形井架和自升式底座构成，不仅具有开放式的空间结构，同时也有重量轻和下部开阔的底座，所以在诸多石油勘探钻井工作中得到了应用。根据前开口形井架及其底座的实际结构特点，并且通过建立相应的三维有限元模型，本文则对该种结构的力学行为展开了分析，从而对该结构的承载能力展开研究。

1 前开口形井架及其底座的结构分析

从结构上来看，前开口形井架及其底座由K形井架和自升式底座构成。其中K形井架由四大节组成，每一节都是由角钢、工字钢和圆管钢件构成，各构件之间采取焊接方式连接。而自升式底座为空间钢架结构，由多个框架构成，并且每个钢架都是由工字钢或型钢焊接而成。从上、中、下组成结构来看，底座上层有钻台面，底座中层有前后立柱、人字架和斜立柱，底座下层为底面。其中钻台面主要用于进行井架、转盘和其他钻井设备的安装，可以为钻井操作提供平台。……