《鑽機井架結構最佳化設計過程中的動力學重分析方法》是依託吉林大學，由鄭少鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鑽機井架結構最佳化設計過程中的動力學重分析方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭少鵬
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在固體礦產鑽探和石油、天然氣等鑽井過程中，鑽機系統對於鑽井過程的安全運行有著十分重要的作用。其中，鑽井井架是鑽機系統的重要組成部分之一，它安裝於鑽機底座之上，承載鑽井作業時管柱的全部重量，同時還受到外部工作環境影響，因此對於井架結構的靜力學分析以及動力學的特性顯得尤為重要。然而，伴隨井架結構的大型化複雜化，在結構最佳化設計的過程中，絕大部分時間消耗在反覆使用有限元方法對新產生的結構進行動力學評估上。動力學重分析方法的目的是利用結構修改前初始分析獲得的結構回響等信息，設計高效算法來求解修改後結構的回響參數，使得計算成本顯著降低，進而加速最佳化設計的效率。針對各種不同的模型修改情況，本課題擬採取重分析技術處理井架結構在最佳化設計過程中的動力學問題，設計出高效率、高精度的重分析算法，編寫出相應的程式模組，最終完成一套適用於鑽機井架結構的高效設計最佳化計算程式。
結題摘要
在固體礦產鑽探和石油、天然氣等鑽井過程中，鑽機系統對於鑽井過程的安全運行有著十分重要的作用。其中，鑽井井架是鑽機系統的重要組成部分之一，它安裝於鑽機底座之上，承載鑽井作業時管柱的全部重量，同時還受到外部工作環境影響，因此對於井架結構的靜力學分析以及動力學的特性顯得尤為重要。然而，伴隨井架結構的大型化複雜化，在結構最佳化設計的過程中，絕大部分時間消耗在反覆使用有限元方法對新產生的結構進行動力學評估上。動力學重分析方法的目的是利用結構修改前初始分析獲得的結構回響等信息，設計高效算法來求解修改後結構的回響參數，使得計算成本顯著降低，進而加速最佳化設計的效率。本研究報告主要內容可分為如下三個方面：1.針對井架結構相對於初始結構增加一些桿件單元的情況，提出了一種基於帶移軸的塊組合逼近方法的快速重分析方法，進而提高了井架結構動力學問題的求解效率。2.在井架結構動力回響的最佳化過程中，針對以最小諧回響為最佳化目標的問題，利用帶移軸的塊組合逼近方法提高井架結構的整體最佳化效率。3.在井架結構動力學的最佳化過程中，針對以最小化基頻為最佳化目標的問題，利用帶移軸的塊組合逼近方法提高井架結構的整體最佳化效率。
