The multi-body dynamics simulation method for pipe handling equipment grabber of semi-submersible drilling platform includes the following steps: establishing three-dimensional solid model in three-dimensional design software; introducing three-dimensional solid model into ADAMS software; establishing multi-rigid body dynamics simulation model in ADAMS software; and establishing multi-flexible body dynamics simulation model in ADAMS software. Step 5: wind load loading; Step 6: multi-rigid-body and flexible-body dynamics simulation and corresponding output data and curves are obtained; The dynamic characteristics of pipe handling equipment grabber of deepwater semi-submersible drilling platform under wind wave action are simulated, which can improve the accuracy of analysis and calculation, and provide technical support for the design and optimization of pipe grabber.
【技术实现步骤摘要】
半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法
本专利技术涉及海洋石油装备
,特别涉及一种半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法。
技术介绍
半潜式钻井平台在钻井作业时采用升沉补偿装置、减摇设施和动力定位系统等多种措施来保持平台在海面上的位置,方可进行钻井作业,但是平台在风浪作用下仍将产生横摇,垂荡,横荡等运动。抓管机是平台上作业的大型管子处理装备之一,用于完成将平台堆场上的钻杆、套管等管柱抓吊起后放置在动力猫道上,再由后续的排管机等装备实现自动化钻井作业。管子处理装备抓管机在工作时承受的载荷大,载荷复杂,设计时在保证强度条件下,还应考虑其轻量化。传统基于经验的静强度设计不能准确掌握装备在运行过程中的动态特性,再考虑风浪影响下平台基础的运动,对装备进行精确多体动力学分析难度更大,增加了装备的设计难度。
技术实现思路
为了克服管子处理装备的设计难点,避免所设计的装备在工作时产生强度不足而破坏等重大事故,本专利技术的目的在于提供一种半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法,具有动态仿真精度高,简便快捷的特点。为了达到上述目的,本专利技术的技术方案为:半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法,包括以下步骤:步骤一:用三维设计软件建立三维实体模型;步骤二:将三维实体模型导入到ADAMS软件中;步骤三:在ADAMS软件中建立多刚体动力学仿真模型,添加相邻构件之间的运动副约束和驱动约束,根据实际驱动类型、位置需求,在相应的运动副上添加驱动约束,并根据实际工作参数设置各驱动约束的运动函数;步骤四:在ADAMS软件中建立多柔体动力学仿 ...
【技术保护点】
1.半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在三维设计软件建立三维实体模型;步骤二:将三维实体模型导入到ADAMS软件中;步骤三:在ADAMS软件中建立多刚体动力学仿真模型,添加相邻构件之间的运动副约束和驱动约束,根据实际驱动类型、位置需求,在相应的运动副上添加驱动约束,并根据实际工作参数设置各驱动约束的运动函数,;步骤四:在ADAMS软件中建立多柔体动力学仿真模型;步骤五:风载荷加载;步骤六:进行多刚体、柔体动力学仿真并获取相应的输出数据与曲线;通过ADAMS后处理模块,获取相应的输出数据与曲线,为对比多刚体与多柔体仿真模型,在多柔体模型动力学仿真之后,将各柔体构件进行失效,恢复原来位置的刚体构件,对多刚体构件进行仿真,进行多柔体和多刚体模型仿真的分析比较。
【技术特征摘要】
1.半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在三维设计软件建立三维实体模型;步骤二:将三维实体模型导入到ADAMS软件中;步骤三:在ADAMS软件中建立多刚体动力学仿真模型,添加相邻构件之间的运动副约束和驱动约束,根据实际驱动类型、位置需求,在相应的运动副上添加驱动约束,并根据实际工作参数设置各驱动约束的运动函数,;步骤四:在ADAMS软件中建立多柔体动力学仿真模型;步骤五:风载荷加载;步骤六:进行多刚体、柔体动力学仿真并获取相应的输出数据与曲线;通过ADAMS后处理模块,获取相应的输出数据与曲线,为对比多刚体与多柔体仿真模型,在多柔体模型动力学仿真之后,将各柔体构件进行失效,恢复原来位置的刚体构件,对多刚体构件进行仿真,进行多柔体和多刚体模型仿真的分析比较。2.根据权利要求1所述的半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法,其特征在于,所述的步骤二,具体为:将三维实体模型导入到ADAMS软件中,设置好量纲,调整模型的位置,角度,给各个构件设置名称、材料参数,外观颜色;建立能够模拟半潜式钻井平台在海浪作用下产生运动的模拟平台,在惯性坐标系中,在风浪影响下,深水半潜式钻井平台能发生的运动包括绕x,y,z三个坐标轴的横摇、首摇、纵摇的转动自由度和沿x,y,z三个坐标轴纵荡、垂荡、横荡的平移自由度,以及几种运动的组合;为了模拟这几种运动,分别在平台底部建立运动构件与运动副,用于模拟在海浪影响下平台的响应,由于首摇运动较小,影响很少,不做此运动模拟,方法如下:在纵摇基座1和横摇构件2之间建立了纵摇转动副13,并且在该转动副上建立转动驱动,设定运动函数,用于模拟在海浪作用下平台的横摇;在横摇构件2和垂荡构件3之间建立了横摇转动副14,并且在该转动副上建立转动驱动,设定运动函数,用于模拟在海浪作用下平台的纵摇;在垂荡构件3和纵荡横荡构件4之间建立了垂荡移动副10,并且在该上建立移动驱动,设定运动函数,用于模拟在海浪作用下平台的垂荡运动;在纵荡横荡构件4和固定基座5之间建立了纵荡移动副8,并且在该移动上建立移动驱动,设定运动函数,用于模拟在海浪作用下平台的纵荡运动;同时在纵荡横荡构件4和固定基座5之间建立了横荡移动副15,并且在该移动副上建立移动驱动,设定运动函数,用于模拟在海浪作用下平台的横荡运动;同时在以上构件之间分别建立了固定副a6,固定副b7,固定副c9,固定副d11,固定副e12,当不需要考虑海浪影响时,设定以上固定副处于激活状态,以上的其余运动副和驱动全部设定失效;当需要模拟其中一种或几种工况时,先将相对应构件之间的固定副设定失效,然后将对应的运动副和驱动激活使其处于激活状态,便分别可以模拟在海浪作用下平台的横摇,纵摇,垂荡,纵荡,横荡几...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴恒,彭勇,闫文辉,邵军,
申请(专利权)人:西安石油大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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