CN102589869A - 作业井架载荷能力的评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业井架载荷能力的评估方法及装置，其中，该方法包括：根据作业井架在非标准工作条件下的安装情况分析作业井架的结构形式和受力特征；根据结构形式和受力特征建立作业井架的数学物理模型；根据作业井架的数学物理模型确定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；根据作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定作业井架参数，其中，作业参数包括：最大钩载、绷绳型号及绷绳位置；根据作业井架参数评估作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力，并预测作业井架在非标准工作条件下的极限提拉载荷。通过本发明，可以提高修井作业的安全性及设备的使用效率。

Description

作业井架载荷能力的评估方法及装置

技术领域

本发明涉及石油修井技术，具体地，涉及一种作业井架载荷能力的评估方法及装置。

背景技术

目前对作业井架的力学行为分析大都是在线弹性范围内进行，而对结构在弹塑性、塑性阶段的研究很少。绷绳作为作业井架的特殊支承构件，其空间位置和物理特性对作业井架的力学行为有较大影响。在小载荷、小变形情况下，按线弹性理论对井架结构进行分析是可行的。在较大载荷下，绷绳的非线性效应对作业井架的刚度影响较大，必须考虑绷绳的非线性因素。同时，还必须考虑结构几何非线性来研究结构的大初曲率、大变形对结构力学性能的影响，考虑材料非线性研究结构在弹塑性阶段的力学性能。

目前，国内对作业井架的非线性因素考虑还较少。另外，修井作业井架由于作业条件不同，其实际作业参数也有所不同，从而导致实际极限提拉载荷的未知，容易造成作业的盲目性，从而增加了修井的周期与成本，甚至危及设备和操作者的安全。

也就是说，目前对作业井架的力学行为分析由于未考虑绷绳而导致了实际极限提拉载荷的未知，进而将危及设备和操作者的安全。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种作业井架载荷能力的评估方法及装置，以解决现有技术中的对作业井架的力学行为分析由于未考虑绷绳而导致无法获知实际极限提拉载荷的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种作业井架载荷能力的评估方法，该方法包括：根据作业井架在非标准工作条件下的安装情况分析所述作业井架的结构形式和受力特征；根据所述结构形式和受力特征建立所述作业井架的数学物理模型；根据所述作业井架的数学物理模型确定所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；根据所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定所述作业井架参数，其中，所述的作业参数包括：最大钩载、绷绳型号及绷绳位置；根据所述作业井架参数评估所述作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力，并预测所述作业井架在所述非标准工作条件下的极限提拉载荷。

根据所述作业井架的数学物理模型确定所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则包括：根据所述作业井架的数学物理模型建立作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型、并分析井架绷绳非线性效应；根据所述的作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型确定所述作业井架承载能力的相关准则；根据所述井架绷绳非线性效应确定所述绷绳允许拉力的相关准则。

根据所述作业井架参数评估所述作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷之后，所述的方法还包括：根据所述作业井架在所述非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷优化所述作业井架参数。

本发明实施例还提供一种作业井架载荷能力的评估装置，所述装置包括：结构形式分析单元，用于根据作业井架在非标准工作条件下的安装情况分析所述作业井架的结构形式和受力特征；数学物理模型建立单元，用于根据所述结构形式和受力特征建立所述作业井架的数学物理模型；力学行为准则确定单元，用于根据所述作业井架的数学物理模型确定所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；参数确定单元，用于根据所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定所述作业井架参数，其中，所述的作业参数包括：最大钩载、绷绳型号及绷绳位置；载荷能力评估单元，用于根据所述作业井架参数评估所述作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力，并预测所述作业井架在所述非标准工作条件下的极限提拉载荷。

所述力学行为准则确定单元包括：子模型建立模块，用于根据所述作业井架的数学物理模型建立作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型、并分析井架绷绳非线性效应；承载能力准则确定模块，用于根据所述的作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型确定所述作业井架承载能力的相关准则；绷绳强度准则确定模块，用于根据所述井架绷绳非线性效应确定所述绷绳允许拉力的相关准则。

所述的装置还包括：参数优化单元，用于根据所述作业井架在此所述非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷优化所述作业井架参数。

借助于上述技术方案至少之一，通过分析作业井架受现场实际条件限制无法按照标准要求进行安装情况下的结构形式和受力特征，建立了作业井架数学物理模型和数值仿真模型，得到了判定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则，并根据作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定了作业井架参数，完成了对给定参数作业井架的绷绳拉力校核和极限最大钩载荷的预测，从而可以提高修井作业的安全性及设备的使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的作业井架载荷能力的评估方法的流程图；

图2是XJ450型作业井架绷绳布置示意图；

图3是XJ450型作业井架截面示意图；

图4a、图4b是根据本发明实施例的XJ450型作业井架侧面和正面数值模拟图；

图5是根据本发明实施例的XJ450型作业井架整体三维数值模拟图；

图6是XJ450型标准井架在最大钩载下总变形等值线图；

图7是根据本发明实施例的XJ450作业井架现场施工正面图；

图8是根据本发明实施例的XJ450作业井架现场施工侧面图；

图9是根据本发明实施例的XJ450作业井架侧视的参数优选界面；

图10是根据本发明实施例的XJ450作业井架受力优化软件的优选结果；

图11是根据本发明实施例的作业井架载荷能力的评估装置的结构框图；

图12是根据本发明实施例的力学行为准则确定单元3的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种作业井架载荷能力的评估方法及装置。以下结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一

本发明实施例提供一种作业井架载荷能力的评估方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101，根据作业井架在非标准工作条件下的安装情况分析作业井架的结构形式和受力特征；

步骤102，根据结构形式和受力特征建立作业井架的数学物理模型；

步骤103，根据作业井架的数学物理模型确定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；

步骤104，根据作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定作业井架参数，其中，作业参数包括：最大钩载、绷绳型号及绷绳位置；

步骤105，根据作业井架参数评估作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力，并预测作业井架在非标准工作条件下的极限提拉载荷。

由以上描述可以看出，本发明实施例通过分析作业井架受现场实际条件限制无法按照标准要求进行安装情况下的结构形式和受力特征，建立了作业井架数学物理模型和数值仿真模型，得到了判定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则，并根据作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定了作业井架参数，完成了对给定参数作业井架的绷绳拉力校核和极限最大钩载荷的预测，从而可以提高修井作业的安全性及设备的使用效率。

以下详细描述本发明实施例。

(一)步骤101

在非标准工作条件下，对作业井架力学行为的分析可以采用有限元法，在有限元分析模型中将井架主体结构简化为三维弹性梁单元，将绷绳简化为仅能承受拉伸载荷的杆单元。井架底部与支座为铰接约束，绷绳与地面连接为固定约束，限制全部自由度。对于作业井架，可以将全部载荷折算成两种静力载荷进行计算，这两种静力载荷即为垂直载荷和水平载荷。其中，垂直载荷包括：作用在作业井架上的恒定静载、大钩静载荷、工作绳作用力、绷绳分力和二层台自重；水平载荷包括：风载荷、由立根自重引起的水平靠力(即立根载荷)及立根风载荷。

(二)步骤102

非标准工作条件下作业井架的数学物理模型的建立：

1)作业井架线弹性模型的建立

(1)线弹性应力-应变本构方程：

$\left.\begin{array}{cc}{\mathrm{\ϵ}}_x=\frac{1}{E}[{\mathrm{\σ}}_x-\mathrm{\ν}({\mathrm{\σ}}_y+{\mathrm{\σ}}_z)]& {\mathrm{\υ}}_{\mathrm{xy}}=\frac{1}{G}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{xy}}\\ {\mathrm{\ϵ}}_y=\frac{1}{E}[{\mathrm{\σ}}_y-\mathrm{\ν}({\mathrm{\σ}}_z+{\mathrm{\σ}}_x)]& {\mathrm{\υ}}_{\mathrm{yz}}=\frac{1}{G}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{\ϵ}}_z=\frac{1}{E}[{\mathrm{\σ}}_z-\mathrm{\ν}({\mathrm{\σ}}_x+{\mathrm{\σ}}_y)]& {\mathrm{\υ}}_{\mathrm{zx}}=\frac{1}{G}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{zx}}\end{array}\right\}$

$G=\frac{E}{2(1+\mathrm{\ν})}$

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{eqv}}=\frac{1}{\sqrt{2}}{[{({\mathrm{\σ}}_x-{\mathrm{\σ}}_y)}^2+{({\mathrm{\σ}}_y-{\mathrm{\σ}}_z)}^2+{({\mathrm{\σ}}_z-{\mathrm{\σ}}_x)}^2+6({\mathrm{\τ}}_{\mathrm{xy}}^2+{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{yz}}^2+{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{zx}}^2)]}^{1/2}$

式中，ε_x、ε_y、ε_z为主应变；υ_xy、υ_yz、υ_zx为剪切力产生的应变；σ_x、σ_y、σ_z为主应力；τ_xy、τ_yz、τ_zx为剪应力；v为泊松比；G为剪切弹性模数；E为弹性模量；σ_eqv为等效应力。

(2)线弹性物理模型

可以用虚功方程得到单元刚度方程的基本公式为：

K^eu^e＝P^e

其中：K^e为单元节点刚度矩阵；u^e为单元节点位移向量；P^e为单元节点荷载向量。建立了单元刚度方程后，把各单元刚度矩阵组合，通过按节点迭加的原则，即可建立结构整体的刚度方程。

2)几何非线性物理模型的建立

作业井架在小载荷、小变形时其载荷位移曲线为线性，但随着大钩载荷的增大，载荷位移曲线呈非线性。作业井架的非线性问题可分为几何非线性和材料非线性两大类。在大多数大位移问题中，尽管位移很大，结构的应变仍然不大，属于大位移小应变问题，材料的应力-应变关系仍是线性的，只是应变-位移关系是非线性的，即所谓几何非线性。首先用虚位移原理建立有限元平衡方程组，再用应变的增量形式写出位移和应变的关系，采用牛顿-拉普森方法求解，建立小位移的线性刚度矩阵、大位移矩阵、初应力矩阵，最终得到切线刚度矩阵。

3)材料非线性物理模型的建立

为全面考察分析中的塑性材料性质，必须考虑三个重要的概念：屈服准则、流动法则和强化条件。其中：屈服准则用于三维应力状态，计算出一个单值的等效应力，并与屈服强度比较以确定材料何时屈服；流动法则预测应变将发生的方向；强化条件用于应变强化材料，描述材料发生应变时屈服面的扩展或变化。屈服准则、流动法则和强化条件的特定组合用于描述唯一的塑性行为。

4)双重非线性物理模型的建立

对于双重非线性问题，非线性几何关系仍然适用，但应力-应变关系、线性刚度矩阵和大位移矩阵需增加弹塑性矩阵，其结构的切线刚度矩阵中需要增加荷载矫正矩阵。

5)井架绷绳非线性效应分析

绷绳是作业井架的重要支承，一般为钢丝绳。绷绳一端固定于井架，另一端固定于地锚桩上，只承受拉力作用。绷绳在自重和轴向力的作用下呈悬链线形，所以绷绳采用悬链方程描述。绷绳等效弹性模量包括材料变形、构造伸长和垂度变化三个因素的影响，其中主要影响因素为绷绳内拉应力。当绷绳内的拉应力达到一定值后，等效弹性模量与有效弹性模量之间的比值趋近于1，因此当绷绳内拉应力足够大时，由可变载荷产生的等效弹性模量的变化是可以忽略不计的。但是由于井架绷绳的长度、拉应力均较小，所以这种由绷绳垂度引起的非线性效应是不可以忽略的。

(三)步骤103

根据所述作业井架的数学物理模型确定所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则包括：根据所述作业井架的数学物理模型建立作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型、并分析井架绷绳非线性效应；根据所述的作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型确定所述作业井架承载能力的相关准则；根据所述井架绷绳非线性效应确定所述绷绳允许拉力的相关准则。

以下给出具体描述。

1)判定井架性能的相关准则

参考美国石油学会API Spec 4F《钻井和修井井架、底座规范》和美国钢结构学会《AISC建筑用结构钢设计、制造与安装规范》的规定，对井架钢结构进行评定。

对任一无支承部分的最大有效长细比kl/r小于C_c时的轴心受压杆件的压应力应满足：

f_a≤F_a，

其中：f_a为算得的轴向压应力；F_a为容许压应力；

$F_a=\frac{[1-\frac{{(\mathrm{kl}/r)}^2}{{{2C}_c}^2}]F_y}{\frac{5}{3}+\frac{3(\mathrm{kl}/r)}{{8C}_c}-\frac{{(\mathrm{kl}/r)}^3}{{{8C}_c}^3}},$

其中：为临界长细比；

当C_c＜kl/r＜120时，有：

$F_a=\frac{{12\mathrm{\π}}^{2}E}{23{(\mathrm{kl}/r)}^2}$

其中：E为材料的弹性模量，k为弯曲平面内有效长度系数，l为杆件无支撑长度，r为回转半径，F_y为材料的屈服极限。

当kl/r大于120时，轴心承载的支撑构件和次要构件毛截面上的容许压应力为：

$F_{\mathrm{as}}=\frac{F_a}{1.6-1/200r}$

对于受轴向拉伸的构件，最大许用拉应力为：

F_s＝0.6F_y

受拉或受压最大许用弯曲应力为：

F_b＝0.66F_y

最大许用剪切应力为：

F_v＝0.4F_y

对于同时受轴向压力和弯曲应力的构件，当f_a/F_a＞0.15，应满足：

$\frac{f_a}{0.6F_y}+\frac{f_{\mathrm{by}}}{F_{\mathrm{by}}}+\frac{f_{\mathrm{bz}}}{F_{\mathrm{bz}}}\≤1.0$

$\frac{f_a}{F_a}+\frac{C_{\mathrm{my}}{f}_{\mathrm{by}}}{(1-f_a/F_{\mathrm{ey}})F_{\mathrm{by}}}+\frac{C_{\mathrm{mz}}{f}_{\mathrm{bz}}}{(1-f_a/F_{\mathrm{ez}})F_{\mathrm{bz}}}\≤1.0$

当f_a/F_a≤0.15时，应满足不等式：

$\frac{f_a}{F_a}+\frac{f_{\mathrm{by}}}{F_{\mathrm{by}}}+\frac{f_{\mathrm{bz}}}{F_{\mathrm{bz}}}\≤1.0$

其中：f_by为由M_y引起的弯曲应力；f_bz为由M_z引起的弯曲应力；F_by为M_y相对应的许用弯曲应力；F_bz为M_z相对应的许用弯曲应力；为除以安全系数后的欧拉应力；l_b为弯曲平面内无支撑长度；r_b为相应的回转半径；C_my＝C_mz为0.85。

2)判定绷绳强度的相关准则

根据公式

对绷绳强度进行校核，其中，

式中，F_max为钢丝绳最大静拉力N，

F₀为钢丝绳破断拉力N

为钢丝绳破断拉力换算系数

S为钢丝绳的安全系数，按石油用钢丝绳行业要求，取最小工作安全系数3。

(四)步骤104和步骤105

在作业井架数值模拟分析和判定作业井架力学行为相关准则的基础上，根据油田现场的具体需要，可以通过编制作业井架受力优化软件来确定作业井架参数，其主要功能是结合现场作业的具体要求，确定作业井架绷绳的有关参数和极限提拉载荷，给出注意事项或参数修改意见。

作业井架参数优选软件主要功能包括：

(1)提供几种常规型号作业井架的基本参数；

(2)根据输入的参数进行优选分析；

(3)判断是否满足作业力学行为分析的判定准则，给出注意事项或参数修改意见。

根据作业井架参数优选软件，通过对作业井架结构形式的简化和受力特征的分析，建立作业井架数值仿真模型和数学物理模型。

以作业井架型号XJ450为例，此类型作业井架杆件截面的几何形状共分为15种，绷绳2种。根据每种杆件的截面材料、类型和面积可计算出杆件相应的惯性矩Iy和Iz。附图2是绷绳布置示意图，图3为杆件截面性质示意图，截面的形状和方向布置和原井架一致，图4a和4b是XJ450型作业井架侧面和正面数值模拟图，图5是XJ450型作业井架整体三维数值模拟图。根据作业井架的数值仿真模型，进一步建立相应的数学物理模型，对作业井架进行了力学行为的分析，为作业井架参数的优化选择提供了参考。XJ450作业井架按其结构划分为360个节点，其中有10个约束铰支点(分别位于绷绳处、支架脚点处)，其余均为刚性节点，以及241个梁单元及8个杆单元。数学物理模型中包括了在最大设计钩载下各方向的位移、轴向应力、轴向力和弯矩等值线图，图6为标准井架在最大钩载下总变形等值线图。

根据上述建立的作业井架数学物理模型和数值仿真模型，可以确定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则，在这些基础上编制了给定参数常用型号作业井架受力优化软件，实现了对给定参数作业井架的绷绳拉力校核和极限大钩载荷的预测，给出了注意事项和参数修改建议。

通过对给定参数作业井架的绷绳拉力校核和极限大钩载荷的预测，可以为修井作业提供参考，从而可以减少无效作业次数，缩短修井周期，节约修井成本。

在根据作业井架参数评估作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷之后，还可以根据作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷优化作业井架参数。

通过对参数进行优化，可以根据优化结果修改作业井架的参数，可以最大限度地利用现有资源，提高修井作业的安全性及设备的使用效率，并为安全修井作业提供可靠的参考。

以下给出一实例。

根据作业井架受力优化系统软件，对高升采油厂正在现场施工的XJ450型作业井架进行了最大载荷的预测计算，现场施工图如附图7、8所示。

作业井架标准参数：

a.井架：总高30.0m，4×5轮系，倾角为3.5°

b.最大载荷：1125kN

c.主力负荷绷绳：绳6×19-20-155-I-甲镀-交互捻

d.防风绷绳：绳6×19-15.5-200-I-甲镀-交互捻。

该井场受环境限制，绷绳位置最大只能达到18m(标准位置为24.5m)，根据作业井架受力优化系统软件的参数优化预计，确定可以通过改变绷绳型号并增加绷绳数量来优化现场施工，可以实现安全施工，最大钩载限定为1022.8kN(标准井场下最大钩载为1125.0kN)。计算结果参见图9、图10所示。

软件的优选结果中给出了此种井场布置下，作业井架的最大钩载、二根负荷绷绳的拉力及二根风载绷绳的拉力。经过计算对比，确定此时的负荷绷绳接力超过许用拉力，需更换成较粗的绷绳，并建议在作业井架顶部相对于井口中心对称位置加两根绷绳，用于维持作业井架的整体稳定性。软件同时给出这两根绷绳的型号和地锚位置，并可以给出在此种情况下作业施工中应注意的事项。

实施例二

本发明实施例还提供一种作业井架载荷能力的评估装置，优选地用于实现上述实施例一中的方法。如图11所示，该装置包括：

结构形式分析单元1，用于根据作业井架在非标准工作条件下的安装情况分析作业井架的结构形式和受力特征；

数学物理模型建立单元2，用于根据结构形式和受力特征建立作业井架的数学物理模型；

力学行为准则确定单元3，用于根据作业井架的数学物理模型确定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；

参数确定单元4，用于根据作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定作业井架参数，其中，作业参数包括：最大钩载、绷强型号及绷绳位置；

载荷能力评估单元5，用于根据作业井架参数评估作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力，并预测作业井架在非标准工作条件下的极限提拉载荷。

由以上描述可以看出，通过结构形式分析单元分析作业井架受现场实际条件限制无法按照标准要求进行安装情况下的结构形式和受力特征，数学物理模型建立单元建立作业井架数学物理模型和数值仿真模型，力学行为准则确定单元判定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则，参数确定单元根据作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定了作业井架参数，再通过载荷能力评估单元对给定参数作业井架的绷绳拉力校核和极限最大钩载荷的预测，从而可以提高修井作业的安全性及设备的使用效率。

具体地，如图12所示，力学行为准则确定单元3包括：

子模型建立模块31，用于根据作业井架的数学物理模型建立作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型、并分析井架绷绳非线性效应；

承载能力准则确定模块32，用于根据作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型确定作业井架承载能力的相关准则；

绷绳强度准则确定模块33，用于根据井架绷绳非线性效应确定绷绳允许拉力的相关准则。

上述装置还包括：参数优化单元(图中未示出)，用于根据作业井架在此非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷优化作业井架参数。

上述各单元各装置的具体执行过程，可以参见上述实施例一中的具体描述，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例利用有限元法分析了作业井架在非标准工作条件下的结构形式和受力特征，建立了作业井架线弹性、几何非线性、材料非线性、双重非线性的数学物理模型、绷绳的非线性效应模型以及作业井架数值仿真模型；得到了判定作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；通过给定参数常用型号作业井架受力优化软件，完成了对给定参数作业井架的绷绳拉力校核和极限大钩载荷的预测，并给出了注意事项和参数修改建议。因此，通过本发明实施例可以减少无效作业次数，缩短修井周期，节约修井成本；根据优选结果修改作业井架的参数，可以最大限度地利用现有资源，提高修井作业的安全性及设备的使用效率，并为安全修井作业提供可靠的参考。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种作业井架载荷能力的评估方法，其特征在于，所述的方法包括：

根据作业井架在非标准工作条件下的安装情况分析所述作业井架的结构形式和受力特征；

根据所述结构形式和受力特征建立所述作业井架的数学物理模型；

根据所述作业井架的数学物理模型确定所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；

根据所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定所述作业井架参数，其中，所述的作业参数包括：最大钩载、绷强型号及绷绳位置；

根据所述作业井架参数评估所述作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力，并预测所述作业井架在所述非标准工作条件下的极限提拉载荷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述作业井架的数学物理模型确定所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则包括：

根据所述作业井架的数学物理模型建立作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型、并分析井架绷绳非线性效应；

根据所述的作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型确定所述作业井架承载能力的相关准则；

根据所述井架绷绳非线性效应确定所述绷绳允许拉力的相关准则。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述作业井架参数评估所述作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷之后，所述的方法还包括：

根据所述作业井架在所述非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷优化所述作业井架参数。

4.一种作业井架载荷能力的评估装置，其特征在于，所述的装置包括：

结构形式分析单元，用于根据作业井架在非标准工作条件下的安装情况分析所述作业井架的结构形式和受力特征；

数学物理模型建立单元，用于根据所述结构形式和受力特征建立所述作业井架的数学物理模型；

力学行为准则确定单元，用于根据所述作业井架的数学物理模型确定所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则；

参数确定单元，用于根据所述作业井架承载能力和绷绳允许拉力的相关准则确定所述作业井架参数，其中，所述的作业参数包括：最大钩载、绷绳型号及绷绳位置；

载荷能力评估单元，用于根据所述作业井架参数评估所述作业井架在非标准工作条件下的绷绳拉力，并预测所述作业井架在所述非标准工作条件下的极限提拉载荷。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述力学行为准则确定单元包括：

子模型建立模块，用于根据所述作业井架的数学物理模型建立作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型、并分析井架绷绳非线性效应；

承载能力准则确定模块，用于根据所述的作业井架线弹性模型、几何非线性物理模型、材料非线性物理模型、双重非线性物理模型确定所述作业井架承载能力的相关准则；

绷绳强度准则确定模块，用于根据所述井架绷绳非线性效应确定所述绷绳允许拉力的相关准则。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

参数优化单元，用于根据所述作业井架在此所述非标准工作条件下的绷绳拉力和极限提拉载荷优化所述作业井架参数。

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