井架是石油机械中的重要设备,它的安全与否涉及到设备、人身、财产等的安全问题。井架在长期的使用过程中,由于拆卸、安装和运输等导致的各种缺陷以及超载和腐蚀等因素的影响,使得在用钻机井架的内部结构产生了不良的变化,从而降低了钻机井架原设计的承载能力。为此我们开展了现役钻机井架仿真技术方面的研究,主要解决了对各种钻机井架进行现场破坏性试验工况模拟、通过计算机快速而准确地提出井架的修复和加强方案以及节省井架模型的制作、缩短研究周期等问题。 系统开发应用面向对象有限元技术,利用C++面向对象语言实现整个系统的开发,由于面向对象有限元软件具有代码可重用性、可扩展性等独特的优点,我们将这一先进的有限元软件开发技术应用于钻机井架仿真系统的研究和开发中。为此,完成了相关面向对象有限元类的定义,成员函数的实现,并成功地将其应用于仿真系统的开发中。 研究开发的现役钻机井架仿真系统包括:现役井架模型数据库;完好井架和带缺陷杆井架的静力、动力特性和稳定性有限元分析,以及结构的可靠性分析和局部加固方案有限元分析方法等。 将系统应用于F320模型井架、现役JJ250/42-K型钻机井架的仿真分析,验证了系统的可靠性和应用的灵活性。