应用振动理论测评石油井架承载能力的方法研究

应用振动理论测评石油井架承载能力的方法研究 ( 摘要 关键词 引 言 应用振动理论测评石油井架 承载能力的方法研究 萧凡1 周俐俐1 徐友钜2 西南科技大学土木工程学院绵阳6 2 1 0 0 2 ；2 中国工程物理研究院绵阳6 2 1 9 0 0 ) 应用振动理论测评石油井架承载能力的方法是一种动态的测评方法，它较目前使用 的静态测评方法具有简便、易行的优点。石油井架的固有频率随所受荷栽的变化而 变化这一特性，是建立石油井架承栽能力动态刹评方法的理论依据。在研究中发现 简支梁模型所存在的问题，值得注意。应用振动特性来评估结构抗力下降的方法在 许多相关领域具有广阔的应用前景。 振动理论；剩余刚度；井架；承栽能力 石油井架承载能力的测量，安全等级评估是石油行业安全生产的重要技术措施。为 此，中国石油天然气行业根据《钢结构设计规范) ( G B J1 7 —8 8 ) 制定出石油井架承载能力 测评的标准《石油钻机用井架承载能力检测评定方法》( S Y ／T 6 3 2 6 —1 9 9 7 ) 。由于该标准 是根据钢结构设计规范制定出来的，它的主要理论基础是强度判据和稳定判据，都是以结 构在静载条件下的强度破坏和稳定失效作为判据准则，因此，在确定井架承载能力时，必 须采用对井架施加大小不等的载荷、测定井架结构内许多测点在这些载荷作用下产生的 应力应变，才能比较准确地判定该井架的安全承载能力。然而，在生产现场的恶劣条件下 进行多个载荷、许多测点作精密测量是一项十分困难的工作，且因环境干扰难以获取准 确、精密的测量结果。如果运用钢结构在不同载荷作用下其固有频率会发生相应改变的 振动特性，我们就可以采用测量钢结构固有频率变化的方法来测评石油井架承载能力，还 可以运用井架结构的模态改变诊断井架结构局部损伤部位的确定。结合其他诊断技术， 可以整治修复井架，使其承载能力得到提高，使用等级上升，确保安全生产。因此，这项研 究成果具有十分显著的经济效益和安全生产的社会效益。 作为技术开发合作项目，根据《石油钻机用井架承载能力检测评定方法》，运用振动理 论，《在役石油井架的承载能力试验测定方法》已在长庆油田得到成功的运用。但是振动 测评方法，由于缺乏大量的试验实践和工程应用成果鉴定等程序，尚未在工程实际中推广 使用。 1 井架承载麓力涓评静力学爿据 1 ．1 强度判据 按照标准《石油钻机用井架承载能力检测评定方法》( 以下简称“标准”) 中7 ．2 2 评定 条件： y o ( 托“+ 7 b l 口一) ≤， ( 1 ) ·】8 9 · 振动利用技术的若干研究与进展 作为强度判据，公式中的各分项系数，在“标准”中都已作了详细的......