修井机井架结构分析与设计

摘要

修井机是油田进行修井作业的必须设备，其中井架为油田修井机用于更换油管和抽油杆的关键部件。修井机井架一般为伸缩杆式的桅型结构井架，承受的工作载荷较为复杂，不仅承受天车和游车大钩等用于起升作业的设备载荷，还承受当用于起下抽油杆和油管时所产生的载荷。
　　本文根据大庆油田常用的80t和100t修井机用JJ135/33井架为例，分析该型井架的结构特点，将复杂的井架结构简化，确定工作初始条件，定义不同类型的负载，创建井架有限元工作模型。对JJ135/33井架在工作、预期和非预期三种工况下进行ANSYS有限元强度分析，从而得到给定载荷下的位移和应力状态。
　　通过分析确定井架应力集中的位置，对井架各部分的结构进行优化，并分析上体缩口角度、井架材料和型材的选取等影响。通过优化井架结构既可以减少原材料，又能降低井架的自重，得到最优经济效益，同时还能使可靠性得到提高。
　　井架作为典型的杆系结构，对其进行了屈曲稳定性分析和模态分析，屈曲分析校核井架在最大钩载工况下的立柱稳定性和井架的整体稳定性。模态分析通过ANSYS分析井架在自重情况下的前8阶固有频率和阵型。
　　有限元强度分析方法可以简化计算过程，从而提高设计效率并节省时间。基于分析结果，确定合理的产品结构，不仅降低了成本，更提高了井架的可靠性。

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绪论

1.1 论文研究的目的及意义

1.2 修井机发展概述

1.3 修井机井架研究设计现状分析

1.4 论文研究思路及主要内容

第2章 修井井架结构设计

2.1修井井架设计要求

2.2修井井架结构型式及参数设计

2.3 JJ135/33井架结构设计

2.4本章小结

第3章 修井井架作业计算分析

3.1 井架有限元模型的建立

3.2载荷及边界条件的确定

3.3井架工况分析

3.4井架静力分析

3.5 本章小结

第4章 井架结构优化

4.1井架材料的优选

4.2 井架截面优化

4.3井架门框结构优化

4.4 井架缩口角度的优化

4.5 井架优化后的输出结果

4.6本章小结

第5章 井架的稳定性分析

5.1 屈曲分析

5.2 井架模态分析

5.3本章小结

结论

参考文献

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致谢

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