JJ160/41-K型石油井架可靠性研究

论文摘要

石油井架是石油装备中的重要组成部分。目前,对石油井架进行安全评定,工程上最常用的方法是现场测试井架应力、位移及结构动态特性,以测试数据为基础,按照线性外推的方法确定井架的承载能力。但是现场井架荷载试验时只能对有限的危险部位进行布置测点,而且试验载荷也大大低于设计载荷,因此很难取得全面、合理的评定结果。石油井架安全评定理论是分析井架承载能力的重要理论依据,其目的是通过井架评定,分析井架实际工作性能,确定在用井架承载能力和使用条件,以确保井架安全作业。安全评定的主要方法是将油田在用井架载荷试验的测试数据与井架结构的有限元分析数值模型结合起来,以现场测试数据来修正井架计算机数值模型,直至使井架计算机模型趋于接近被测井架的真实结构,然后进行井架计算机载荷模拟试验,最后应用可靠性理论评定在用井架可靠性。为给石油井架的安全性与可靠性评估的科学方法,现采用测试研究,理论建模的分析研究相互补充、相互协调的研究方案。若仅进行测试技术的研究而不进行井架的理沦建模的分析研究,势必会出现如下情况:一方面是测试内容与目标将缺乏必要的理论指导;另一方面是测试的结果难以转换为在用井架安全性与可靠性评估的推广依据。若只进行理论建模的分析研究,而不同时进行必要的测试研究,则得不到石油井架安全性与可靠性评估必须的数据资料,并难以作出符合实际的科学的井架安全性与可靠性的评估。本文研究的主要内容概括为以下几方面内容:1、在用JJ160/41-K型井架可靠性的理论与方法研究。包括:选择适用的可靠性理论与方法。2、K型石油井架可靠性指标的确定与计算。包括:确定可靠性指标;计算和测试新井架上相关指标数值。3、在用JJ160/41-K型井架的可靠性评估。包括:提取测试得到的不同使用时期的井架应力实测数据;构建石油井架的可靠性评估模型;用确定的可靠性指标计算在用井架的可靠性;实现对石油井架可靠性的评估。本文以JJ160/41-K型井架为实例对井架进行了可靠性研究与现场应力测试相结合,提出了一套井架评定方法,可以较为科学地对JJ160/41-K型井架进行安全承载能力评定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 石油井架结构可靠性理论和方法研究
• 1.1 结构可靠性概述
• 1.2 可靠度的统计指标
• 1.3 结构的极限状态
• 1.3.1 能力极限状态
• 1.3.2 正常极限状态
• 1.4 可靠性理论研究方法
• 1.5 有限元结构分析基本原理
• 1.5.1 结构静力分析
• 1.5.2 结构稳定性分析
• 第二章 K 型石油井架可靠性指标的确定与计算方法
• 2.1 结构的功能函数
• 2.2 结构体系可靠度
• 2.3 可靠度指标
• 2.3.1 结构可靠度分析方法（中心点法）
• 2.3.2 验算点法
• 第三章 JJ160/41-K 型井架现场测试与评估模型的建立
• 3.1 相似原则
• 3.1.1 模型设计的相似条件
• 3.1.2 相似定理
• 3.2 模型的建立
• 3.2.1 比例的确定
• 3.2.2 井架模型的建立
• 3.2.3 井架模型的分析与计算
• 3.3 JJ160/41-K 型钻机井架承载能力现场测试
• 3.3.1 静载应力测试
• 3.3.2 动载应力测试
• 3.4 不同年限的JJ160/41-K 型井架现场测试数据
• 3.5 本章小结
• 第四章 井架可靠性评定方法的应用
• 4.1 评估模型井架在不同承载情况下的位移与应力变化规律
• 4.2 评定理论
• 4.3 评定结果
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要