井架模型极限承载能力

JJ675／48-K 型井架有限元及应力测试对比分析

乔长奎;郝奉禹;华小涛

【摘 要】In terms of JJ675/48-K mast,a finite element model was

established by means of SAFI. The design load was analyzed to ensure that

it conformed to API 4F and AISC 335-89 and stress testing with 6 750 kN

load was also performed on the mast.At the same time,the date were com-pared and analyzed by combining the finite element model which verified

the accuracy of the finite element model and the reasonability of

the mast design.%针对 JJ675／48-K 型井架，运用 SAFI 软件建立有限元模型，对设计载荷进行分析研究，使其符合 API Spec 4F—2013及 AISC 335—1989的设计要求。对 JJ675／48-K 型井架进行6750 kN载荷的应力测试，同时结合有限元模型进行数据对比分析，验证了有限元模型的准确性及井架设计的合理性。

【期刊名称】《石油矿场机械》

【年(卷),期】2016(045)006

【总页数】6页(P31-36)

【关键词】井架;SAFI;有限元模型;应力测试;对比分析

【作 者】乔长奎;郝奉禹;华小涛

【作者单位】兰州兰石石油装备工程有限公司，兰州 730314;兰州兰石石油装备工程有限公司，兰州 730314;渤海装备辽河重工有限公司，辽宁 盘锦 124010

井架

科技名词定义

中文名称：

井架

英文名称：

headframe

定义：

安装天轮及其他设备的构筑物。包括“木井架(wooden headframe)”、“钢井架(steel headframe)”、“混凝土井架(concrete head-frame)”和“砖井架(brick

headframe)”等。

所属学科：

煤炭科技（一级学科）；矿山机械工程（二级学科）；矿井提升（三级学科）

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

井架

井架 是起重装置自由地取决于在底部的组成由一根帆柱或杆。 它是由(供给动力的通常4)线控制的增加这样手段人拖拉或马达，杆罐头只移动所有4个方向的那。 线在末端跑它和在它的上面用勾子，象与 起重机. 它是常用的 船坞.

目录

简介

工作原理

用途

专利井架系统

井架的分类及说明

简介 工作原理

用途

专利井架系统

井架的分类及说明

展开

编辑本段简介

特点

（1）井架符合API Spec 4F规范，允许使用API会标。 （2）井架断面形状为“K”型，即前开口型，截面为П形空间桁架结构 （3）井架主体为片状架结构，便于拆装和运输。 （4）井架大腿、人字架等主要受力件采用H型钢制造。 （5）井架低位安装，整体起放。 （6）井架的左右调节通过增减井架支座下方的垫片实现，前后调节通过人字架后支座处的偏心轮实现。

井架参数表

型 号 JJ170 /43-K JJ225 /43-K1 JJ225 /43-K2 JJ225 /44-K JJ315

/43-K JJ315 /45-K1 JJ315 /45-K2 JJ450 /45-K1 最大静负荷 KN 1700 2250

2250 2250 3150 3150 3150 4500 工作高度 m 43 43 43 44 43 45 45 45.72

顶部跨距 m （正面×侧面）m 2*2 2*2 2*2 2*2 2.1*2.05 2.1*2.05 2.2*2.2

1. 概述

JJ225/43-K 井架是一种前开口式“K” 型井架。该井架设计计算 遵循美国石油学会 API 4F《钻井和修井井架、底座规范》、美国钢结 构学会 AISC《钢结构手册》中的有关规定。我们应用美国大型通用 有限元分析程序 ANSYS，根据井架现场实际工况和 API 规范的要 求，对该井架在多种工况下进行了静强度、刚度及稳定性等一系列 有限元分析计算，并根据计算结果对井架所有构件进行应力校核。

利用 ANSYS 软件建立井架有限元模型，并在不同钻井工况下， 对井架施加相应的载荷和边界条件，进行有限元计算与分析。在软 件的后处理模块中，我们根据美国石油学会 API 4F 规范中的规定， 引用 AISC《钢结构手册》中轴心受压和受弯组合应力校核公式对每 一单元进行校核。

2. 设计规范及标准

井架设计计算遵循美国石油学会 API 4F《钻井和修井井架、底 座规范》、美国钢结构学会 AISC《钢结构手册》中的有关规定。

API 4F 2008 版本 Specification for Drilling and Well Servicing

Structures —Third Edition，2008

AISC Specification for the design Fabrication and Erection

of Structure Steel Buildings – 9th Edition3. 井架结构特性及技术参数

3.1. 井架结构简述：

从整体结构形式上来看，JJ225/43-K 井架属开口式“K” 型井架，该井架有效高度为 43 m 共由 5 段组成，各段之间通过销轴连接。井架背面通过斜拉杆和横梁连接，井架侧面为片架结构，井架整体为桁架结构具有较强的刚性。井架主体构件均采用 Q235A 和 Q345B 钢制成。

3.2.井架主要设计参数：

1、 最大钩载 （5×6 轮系） 2250kN

S1(8),V1,N18在役井架钢结构可靠度的分析与评估3

胡少伟(湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学)　宜昌　443002)陈永平(南京水利科学研究院材料结构研究所　南京　210029)摘　要　井架作为石油钻井生产的一种特种设备,安全性要求高,井架可靠性分析和评估显得尤为重要。基于可靠性理论,利用井架模型的实测数据,给出井架可靠性指标的判断方法.最后给出井架模型失效概率的计算方法和计算结果。关键词　井架结构　模型测试　结构可靠性分析RELIABILITYANALYSISANDEVALUATIONOFSTEELDERRICKSTRUCTUREINUSINGHuShaowei(HubeiKeyLaboratoryofConstructionandManagementinHydropowerEngineering(ChinaThreeGorgesUniversity)　Yichang　443002)ChenYongping(DepartmentofMaterialsandStructuralEngineering,NanjingHydraulicResearchInstitute　Nanjing　210029)ABSTRACT　Asaparticularequipment,thesystemsafetyofoilderrickarerequiredhighlyandstrictly,soreliabilityanalysisandevaluationofsteelderrickstructureinusingwasshowntobeveryimportantforoilproduction.Basedonreliabilitytheories,thecalculatedmethodsofderrickreliabilityindexeswereproposedusingthetestmeasureddataofderrickmodel.Meanwhile,thecalculatedprocedureandresultsoffailureprobabilityofderrickmodelswerepresented.Hence,areasonablemethodispresentedforthequantitativereliabilityanalysisofthederrick.KEYWORDS　derrickstructure modeltests structuralreliabilityanalysis