450T海洋井架模态分析与钻井工艺建议

◀海洋石油装备▶ ４５０Ｔ 海洋井架模态分析与钻井工艺建议 吴文秀 １ 邓坤法 １ 许富艳 ２ 华 剑 １ 付晓庆 １ （１􀆰 长江大学机械工程学院 ２􀆰 上海城市管理职业技术学院） 摘要： 井架的固有频率与外部设备振动频率及风载荷等频率接近或吻合时， 井架将发生共振。 在模态分析理论介绍的基础上， 采用有限元软件对 ４５０Ｔ 海洋井架进行了动态特性分析， 研究了其 振动特性。 建模时依据井架杆件采用的材料结构定义了 １７ 种截面属性， 网格划分选取 ２ 节点 １８８ 梁单元。 分析结果表明， 与不考虑预应力相比， 在考虑预应力效果时， 井架的前 １０ 阶频率均有下 降， 但下降幅度不大， 说明预应力效应对井架的振动特性影响较小； 井架前 ４ 阶模态频率对应的 转速在转盘和绞车的正常转速范围内， 但第 １、 ２ 阶模态频率对应的转盘和绞车转速在 １００ ｒ／ ｍｉｎ 以下， 且 ２ 阶模态频率接近。 关键词： 海洋井架； 模态分析， 预应力； 共振特性； 模态频率； 风载荷； 有限元 中图分类号： ＴＥ９５１ 文献标识码： Ａ ｄｏｉ： １０􀆰 １６０８２ ／ ｊ􀆰 ｃｎｋｉ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １００１－４５７８􀆰 ２０１５􀆰 １２􀆰 ０１４ Ｍｏｄａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ４５０Ｔ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｄｅｒｒｉｃｋ ａｎｄ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｗｕ Ｗｅｎｘｉｕ１ Ｄｅｎｇ Ｋｕｎｆａ１ Ｘｕ Ｆｕｙａｎ２ Ｈｕａ Ｊｉａｎ１ Ｆｕ Ｘｉａｏｑｉｎｇ１ （１􀆰 Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｙａｎｇｔｚｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ； ２􀆰 Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｄｅｒｒｉｃｋ ｗｉｌｌ ｒｅｓｏｎａｔｅ ｗｈｅｎ ｉｔｓ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｌｏｓｅｓ ｔｏ ｏｒ ｃｏｉｎｃｉｄｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎ⁃ ｃｉｅｓ ｏｆ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｌｏａｄ􀆰 Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ􀆰 Ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ４５０Ｔ ｏｆｆ⁃ ｓｈｏｒｅ ｄｅｒｒｉｃｋ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｉｔｓ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ􀆰 １７ ｃｒｏｓｓ⁃ｓｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｈａｖｅ ｂ......