深水浮式平臺(tái)鉆機(jī)井架在海洋環(huán)境載荷和平臺(tái)運(yùn)動(dòng)條件下會(huì)受到較大的動(dòng)態(tài)載荷。為評(píng)價(jià)浮式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)井架動(dòng)力響應(yīng)的影響,以某海洋浮式平臺(tái)及其配套的塔型井架為依據(jù),按照相似原理設(shè)計(jì)了井架模型及其平臺(tái)的6自由度運(yùn)動(dòng)條件,利用大型地震模擬試驗(yàn)臺(tái)陣系統(tǒng)實(shí)施了動(dòng)態(tài)井架試驗(yàn);對(duì)振動(dòng)臺(tái)沿6個(gè)自由度方向單獨(dú)激勵(lì)以及模擬作業(yè)工況、生存工況和設(shè)計(jì)生存工況的6自由度耦合激勵(lì)條件下井架各測(cè)點(diǎn)的加速度和動(dòng)態(tài)應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試。發(fā)現(xiàn)井架對(duì)于縱搖和垂蕩激勵(lì)最敏感,而對(duì)艏搖激勵(lì)不敏感;鉤載的變化對(duì)井架動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響不大;基于平臺(tái)在風(fēng)浪流沿不同方向入射的運(yùn)動(dòng)響應(yīng),發(fā)現(xiàn)在迎風(fēng)迎浪迎流條件下井架的動(dòng)態(tài)響應(yīng)幅值最大,受力狀況最惡劣。 

【文章來(lái)源】：西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017,39(04)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

圖１安裝在振動(dòng)臺(tái)上的井架模型??Ｆｉｇ．?１?Ｄｅｒｒｉｃｋ?ｍｏｄｅｌ?ｉｎｓｔａｌｌｅｄ?ｏｎ?ｓｈａｋｉｎｇ?ｔａｂｌｅ??

型井架的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)情況，在模??型井架頂端的４根橫梁、Ｖ大Ｉ＇〗對(duì)側(cè)和絞車側(cè)的主??要橫梁上共布置丨４個(gè)加速度傳感器，測(cè)試模型在??兩個(gè)水平方向Ｕ向和．Ｖ向）的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)??面上布置３個(gè)加速度傳感器，測(cè)量振動(dòng)臺(tái)沿３個(gè)坐??標(biāo)方向的加速度響應(yīng)，對(duì)比振動(dòng)臺(tái)的輸出運(yùn)動(dòng)與輸??入運(yùn)動(dòng)顯示，振動(dòng)臺(tái)的激勵(lì)時(shí)程與振動(dòng)反饋基本重??合，滿足試驗(yàn)要求。??２．２模型加載??模型加載通過(guò)以下兩個(gè)方面實(shí)施：??（１）在模型井架的頂端施加大鉤載荷。鉤載通??過(guò)液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)液壓缸的拉力模擬（圖３），此拉力??通過(guò)上頂板移至井架頂端，平均施加在井架頂端??的４個(gè)節(jié)點(diǎn)上�？紤]井架的最大鉤載、集中力比例??尺以及液缸參數(shù)，施加于模型井架的最大鉤載選為??１４０?ｋＮ〇??圖３模型大鉤載荷加載示意圖??Ｆｉｇ．?３?Ｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｈｏｏｋ?ｌｏａｄ??（２）通過(guò)振動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)邊界條件對(duì)井架進(jìn)行加??載。為盡可能準(zhǔn)確地模擬并架在海洋浮式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)??條件下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，基于某深海浮式平臺(tái)在各種工??況（一年一遇的作業(yè)工況、十年一遇的生存工況以??及百年一遇的設(shè)計(jì)生存Ｔ．況）、風(fēng)浪流沿不同方向??入射條件下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，通過(guò)移動(dòng)平均法對(duì)位移時(shí)??程數(shù)據(jù)進(jìn)行光滑并求二階導(dǎo)數(shù)得到其加速度時(shí)程，??然后通過(guò)線加速度比例尺４＝１／７和角加速度比例??尺也＝１／４９轉(zhuǎn)換為振動(dòng)臺(tái)的加速度時(shí)程振動(dòng)臺(tái)的??加速度驅(qū)動(dòng)邊界條件在下面第３部分給出??３振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)條件和測(cè)試結(jié)果??在振動(dòng)臺(tái)分別沿縱蕩、橫蕩、垂蕩、橫堯縱搖??和艏搖方向的單自由度驅(qū)動(dòng)以及振動(dòng)臺(tái)６自由度耦??合驅(qū)動(dòng)條件下，測(cè)量井架各個(gè)測(cè)點(diǎn)的加速度或應(yīng)變??隨時(shí)間的變化在每個(gè)試驗(yàn)Ｔ．況前

１６２??西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）??２０１７?年??ｄ橫搖?ｅ縱搖?ｆ艏搖??圖４平臺(tái)沿著６個(gè)單自由度方向激勵(lì)的加速度時(shí)程曲線??Ｆｉｇ．?４?Ｔｉｍｅ?ｈｉｓｔｏｒｙ?ｏｆ?ｄｒｉｖｉｎｇ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ａｌｏｎｇ?ｔｈｅ?ｓｉｘ?ＤＯＦｓ??３．１．２加速度響應(yīng)??在縱蕩最大幅值加速度的激勵(lì)條件下（圖４ａ），??井架頂端Ａ－１點(diǎn)與平臺(tái)上Ａ－Ｐ點(diǎn)（圖２）的ｘ方向加??速度時(shí)程對(duì)比見(jiàn)圖５（七一；ｃ方向線加速度，ｍ／ｓ２）。??圖５?ｘ方向的加速度時(shí)程對(duì)比??Ｆｉｇ．?５?Ｔｉｍｅ?ｈｉｓｔｏｒｙ?ｏｆ?．ｖ－ａｘｉｓ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ??綜合圖６所示的功率譜圖可知，井架頂端較之??于平臺(tái)的加速度響應(yīng)，在１８．９９?Ｈｚ處出現(xiàn)一個(gè)峰值，??即多了高頻成分，但低頻成分是一致的。其他自由??度方向激勵(lì)的情況與之類似。??由于井架的彈性以及結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，在某一自由??度方向激勵(lì)時(shí)，其他自由度方向也會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，??但幅值很校??３．１．３應(yīng)變響應(yīng)??在各單自由度激勵(lì)條件下，對(duì)比井架大腿上??不同高度測(cè)點(diǎn)的動(dòng)力響應(yīng)，確定井架受力惡劣的??位置。振動(dòng)臺(tái)以最大縱蕩加速度幅值激勵(lì)時(shí)（如??圖４ａ）各層特征測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變時(shí)程如圖７所示，可見(jiàn)第??２層測(cè)點(diǎn)２－１的幅值稍小，第３層測(cè)點(diǎn)３－１和第４層??測(cè)點(diǎn)４－１的振蕩時(shí)程基本重合。其他５個(gè)自由度方??４０?５０?６０?７０?８０?９０??ｔ／ｓ??ａ縱蕩??４０?５０?６０?７０?８０?９０??ｔ／ｓ??ｂ橫蕩??４０?５０?６０?７０?８０?９０??ｔ／ｓ??ｃ垂蕩??獨(dú)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，按比例改變激勵(lì)強(qiáng)度，測(cè)取各個(gè)測(cè)??點(diǎn)的加速度和應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3447419