ANSYS在石油钻机领域中的应用

从某种意义上说，石油钻井工程与航天工程相类似，地面以上有井架与钻井动力系统，循环净化系统、后勤安全保障系统等；地面以下包括钻柱、钻挺、井底钻具组合（BHA）或井下动力钻具、导向系统（MWD）、钻头、以及油层目标靶点等。对于钻井系统中大到系统结构，小到各个部件的力学性能、静态强度、动力学特性都对钻井系统产生重要影响，而钻井系统中的系统结构和大多数零部件都可以采用ANSYS有限元仿真进行模拟分析。ANSYS分析系统可以在诸方面发挥优势作用。

作为石油钻采设备钢结构的重要组成部分，其杆件多、受力复杂，且由于使用工况复杂，对其进行精确的计算和分析十分重要。石油钻采井架结构型式种类繁多，除少数特殊井架外，基本类型有塔形、前开口式、A形等。 ANSYS的结构静力分析可用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。 南阳石油机械厂应用ANSYS软件对225吨开口直立式海洋平台石油钻机井架进行静力分析。。应用ANSYS提供的APDL语言对各构件单元按照API Spec 4F 规范要求进行校核，判断各构件是否满足安全性要求但仅知各构件的应力并非完全可知各构件是否满足设计规范的安全性要求。对于几百个构件的井架进行校核，其计算量是相当大的，而采用ANSYS提供的工程语言APDL大大简化了计算过程。……