井下作业提升系统受力分析与安全评定

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据现场统计,井架和地锚桩是井下作业提升系统安全生产中的两个薄弱环节。对井架进行受力分析评价,工程上常用的方法是现场测试井架应力、位移、及结构动态特性,以测试数据为基础,按线形外推的方法确定井架的承载力。这种方法只能对有限的危险部位进行布置测点,而且试验载荷也大大低于设计载荷,因此很难取得全面、合理的评价结果。另一方面对地锚桩的受力分析评价,现场仅凭经验控制地锚桩承受的最大拉力,具有相当大的盲目性,因此生产事故时有发生。 本文提出一套基于模型修正理论的井架结构分析方法用于井架的受力分析评价。将井架结构分析与测试分析相结合,从而真实的反映各种载荷作用下井架任意部位的力学性能,科学全面的对井架进行安全评价。井架结构分析是采用Algor FEAS软件,建立井架的计算机数值模型,分析得到位移、应力、模态、稳定型等力学参数与井架承载能力之间的关系;测试分析以DASP软件为测试分析平台,采用16通道实时并行大容量井架动态信号采集分析系统,对现场井架进行动态测试;在这两部分研究的基础上,提出了以井架初始缺陷等效处理方法修正数值模型的评定理论,以实测数据修正井架计算机理想数值模型,使之逼近于井架真实结构,然后通过计算机载荷模拟试验确定其承载力,根据剩余承载能力极限状态评定理论对井架进行综合评定。 本文首次对井下作业提升系统中的地锚桩的极限抗拔载荷进行了测试研究。用瞬态激振的办法,采用变时基方法测出地锚桩的导纳曲线,进而研究地锚桩的抗拔拉力。采用DASP软件和INV303/306型智能信号采集处理分析系统对不同种类的地锚桩的抗拔拉力进行测试,为现场作业提供了参考资料。
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