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ANSYS在石油鉆機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用

從某種意義上說，石油鉆井工程與航天工程相類似，地面以上有井架與鉆井動力系統(tǒng)，循環(huán)凈化系統(tǒng)、后勤安全保障系統(tǒng)等；地面以下包括鉆柱、鉆挺、井底鉆具組合（BHA）或井下動力鉆具、導(dǎo)向系統(tǒng)（MWD）、鉆頭、以及油層目標(biāo)靶點(diǎn)等。對于鉆井系統(tǒng)中大到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，小到各個(gè)部件的力學(xué)性能、靜態(tài)強(qiáng)度、動力學(xué)特性都對鉆井系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，而鉆井系統(tǒng)中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和大多數(shù)零部件都可以采用ANSYS有限元仿真進(jìn)行模擬分析。ANSYS分析系統(tǒng)可以在諸方面發(fā)揮優(yōu)勢作用。

作為石油鉆采設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其桿件多、受力復(fù)雜，且由于使用工況復(fù)雜，對其進(jìn)行精確的計(jì)算和分析十分重要。石油鉆采井架結(jié)構(gòu)型式種類繁多，除少數(shù)特殊井架外，基本類型有塔形、前開口式、A形等。 ANSYS的結(jié)構(gòu)靜力分析可用來求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。ANSYS程序中的靜力分析不僅可以進(jìn)行線性分析，而且也可以進(jìn)行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析。 南陽石油機(jī)械廠應(yīng)用ANSYS軟件對225噸開口直立式海洋平臺石油鉆機(jī)井架進(jìn)行靜力分析。。應(yīng)用ANSYS提供的APDL語言對各構(gòu)件單元按照API Spec 4F 規(guī)范要求進(jìn)行校核，判斷各構(gòu)件是否滿足安全性要求但僅知各構(gòu)件的應(yīng)力并非完全可知各構(gòu)件是否滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的安全性要求。對于幾百個(gè)構(gòu)件的井架進(jìn)行校核，其計(jì)算量是相當(dāng)大的，而采用ANSYS提供的工程語言APDL大大簡化了計(jì)算過程。