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(1. 油气钻井技术国家工程实验室，北京 102206； 2.中国石油集团 工程技术研究院有限公司，北京 102206； 3. 北京康布尔石油技术发展有限公司，北京 102206)①

ZJ90/6750DB-S型四单根立柱超深井钻机，采用4单根1立柱(37.5 m)进行钻井作业，减少起下钻时间，满足塔里木油田山前地区深井、超深井提高钻井作业速度及效率的需求。该型钻机的井架是国内最高、最重的K型井架。相对于常规9 000 m三单根立柱钻机，四单根立柱钻机井架高度增加了9.5 m，有效高度57.5 m，总高度达68 m；质量大、且整体重心上移。因而导致井架起升重力矩大，起升难度大。为解决井架起升难题，本文采用理论公式计算和有限元计算的双重方法对井架的起升载荷进行计算，以确保其准确性。在此基础上，利用有限元方法对井架起升强度进行仿真计算[1-7]，以使其强度满足API 4F规范[8]要求，确保井架起升安全。

1 井架起升载荷计算

1.1 井架结构及起升原理

四单根立柱钻机井架为前开口K型井架，主体分为6段，有效高度57.5 m，井架总高度68 m。游动系统采用7×8轮系，有效绳数为14，最大钩载6 750 kN。井架主要承载构件采用Q420E材料H型钢。井架上安装有四单根二层台、辅助油管台等。井架在近地面水平安装完成后，采用绞车动力，利用人字架将井架整体起升到垂直工作位置[9]。

井架起升载荷计算所考虑的载荷包括重力、起升载荷。其中，重力包括井架、天车、大钩、钢丝绳等自重；起升载荷包含快绳拉力、起升大绳拉力和大钩载荷。井架起升过程的每个位置都处于近似静力平衡状态，由此计算起升时快绳拉力[10]。……