钻井平台悬臂梁滑移动力分析.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ． 3 0 一 ■ 论文广场 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 5 年 第1 8 卷 机构至船艉距离L 3 为 l 1 m，悬臂梁基座锁紧机构 外侧剩余长度L 4 为2 m，故悬臂梁外伸有效长度 L2 3 4 ． 5 ． 5 ． 1 1 - 2 1 5 ． 5 m。 此时，悬臂梁外伸有效长度为1 5 ． 5 m，其 中第 一 排井口若保持3 m安全距离，则按照井口间距2 m计算，当悬臂梁外伸至极限位置时能对7 排井 口 进行钻 、完井作业。 3 悬臂梁滑移受力分析 悬臂梁在钻井期 间将承受很大 负载 ，悬臂梁 受力分析是悬臂梁设计的重要内容之一，是悬臂 梁安全合理使用的重要保障。 悬臂梁滑移动力来源于平台液压泵站提供的 液压压力 参数见表1 ，通过坐落在平 台悬臂梁 船艉部的左、右两侧液压缸伸缩装置 ，实现与悬 臂梁结构的连接 并推动 悬臂梁进行滑移作业 ，实 现井 口对 中。 表1 液压系统参数 序号 设施名称 设计参数 1 液压缸 2 套 2 行程长度 1 ． 1 m 液压缸内径 3 2 0 m i ll 3 液压活塞杆直径 1 6 0 m i d 4 液压动力 1 6 M P a 3 ． 1 悬臂梁无负载状态的受力分析 3 ． 1 ． 1 悬臂梁初始滑移阻力 按照该平台悬臂梁重量4 8 3 t 、井架重量3 8 1 t 工 况计算，当无外伸悬臂梁时，井架系统处于悬臂 梁正中间，且钻 台、悬臂梁上也无其它负载情况 下，左、右舷悬臂梁对 甲板基座的压力平均约4 3 2 t 。 悬 臂 梁 滑 移 阻力 f压 力 摩 擦 系 数 ， 注钢材与钢材表面滑动摩擦系数为0 ． 1 0 ． 1 5 ， 其中0 ． 1 为润滑良好状态，0 ． 1 5 为无润滑状态 单侧舷悬臂梁滑移阻力f 基座压力摩擦系 4 3 2 t X 0 ． 1 -- 4 3 ．2 t 3 ． 1 ． 2 液压动力 平台悬臂梁的液压缸活塞直径D 3 2 0 ，由公式 算出液压缸的最大推力 F 1 6 MP a X ⅡxR2 液压缸推力分为有杆腔和无杆腔 ，分别代 表回收悬臂梁动力和外伸悬臂梁动力，故其推力 为 F回 1 6 MP a 3 ． 1 40 ． 1 6 1 2 8 6 k N1 2 8 t F 1 6 MP a X r 3 ． 1 4 X 0 ． 1 6 2 _ 3 ． 1 4X 0 ． 0 8 9 6 4 ． 6 k N 9 6 吨 根据计算结果可知液压油缸F 伸9 6 吨大于悬 臂梁左、右舷的滑移阻力4 3 ．2 吨，故当悬臂梁润滑 良好 时，悬 臂梁在平 台内需要外伸时，液压油缸 的液压油作用在有杆腔，能够很好地实现悬臂梁 外伸作业。 3 ．2悬臂梁作业状态的受力分析 3 ．2 ． 1 悬臂梁基座所受压力 悬臂梁伸出平台外部后，已经不是简单的 基座直接受力，而是因其产生了力矩而增大了受 力。 根据杠杆原理 参考图2 ，其中公式为 F 图2 杠杆原理 动 力 动 力 臂 阻 力 阻 力 臂 ， 即 FA LAFB LB 不仅如此，因悬臂梁滑轨分别与船艉基座和 锁紧基座两处相接触，故其主要摩擦阻力也存在 于此两处接触面 。 3 ．2 ． 1 ． 1 锁 紧装置受力 悬臂梁重量 悬臂梁重心到船艉基座 的距离 井架的重量井架重心到船艉基座的距离 锁紧装 置对悬臂梁的拉力锁紧装置到船艉的距离。 此时，若按悬臂梁完全外伸至极限位置，即 悬臂梁外伸2 1 r a ，则井架中心处于有效作业距离 为1 5 ．5 m的状态计算 ，算式为 4 8 3 t X4 m 3 8 0 吨1 5 ． 5 m F 1 1 m，计算结 果锁紧装置对悬臂梁F 拉 7 1 1 t 单个锁紧装置对悬臂梁，F 拉 7 1 1 t ／ 2 3 5 5 ．5 t 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m