[发明专利]一种多重随机载荷作用下井架的动态可靠性分析方法

权利要求书

1.一种多重随机载荷作用下井架的动态可靠性分析方法，其特征在于：该方法具体步骤为：步骤一：分析工作状态下陆地石油钻机井架主要受载情况及每种载荷应力的概率分布情况；步骤二：根据Turkstra组合规则，将这三种载荷应力组合为两种组合形式s_MJ1和s_MJ2；步骤三：获取每种载荷应力组合（s_MJ1和s_MJ2）的均值和方差随时间t变化的规律；步骤四：利用应力—强度干涉模型，建立钻机井架的极限状态方程；步骤五：分别建立不考虑和考虑强度退化时，井架在s_MJ1和s_MJ2作用下的动态可靠性模型；步骤六：计算多重随机载荷作用下井架动态可靠性指标，并绘制井架可靠性指标随时间变化的曲线。

2.根据权利要求1所述的一种多重随机载荷作用下井架的动态可靠性分析方法，其特征在于：在步骤一中所述的“分析工作状态下陆地石油钻机井架主要受载情况及每种载荷应力的概率分布情况”，分析过程如下：

由于在陆地上发生地震的概率较小，井架承受撞击等偶然载荷的可能性也非常小，因此忽略了偶然载荷后，陆地石油钻机井架承受的主要载荷为钻井作业载荷、风载荷和自重载荷；

钻井作业载荷应力服从正态分布，则钻井作业载荷的应力

式中，µ_Jz为钻井作业载荷应力的均值；σ_Jz为钻井作业载荷应力的标准差；

在不考虑台风、龙卷风等超大强风的情况下，一般可认为钻机井架承受的年最大风力服从极大值Ⅰ型分布；风载荷应力的分布函数为：

式中，s_Jw为不考虑风向时钻机井架风载荷应力；s_wk表示当地一年最大的风压；

一般情况下，自重载荷可近似地认为是一个常量，用s_Jg表示钻机井架自重载荷的应力。

3.根据权利要求1所述的一种多重随机载荷作用下井架的动态可靠性分析方法，其特征在于：在步骤二中所述的“根据Turkstra组合规则，将这三种载荷应力组合为两种组合形式s_MJ1和s_MJ2”，载荷应力组合的方法如下：

Turkstra组合规则假设在结构承受的所有随机载荷效应中，只有一个载荷效应达到整个服役期T内的最大值，而其它随机载荷为瞬时值，轮流组合；因此，石油钻机井架承受的钻井作业载荷应力s_Jz，风载荷应力s_Jw和自重载荷应力s_Jg有如下两种随机过程组合形式：

式中符号说明如下：

s_MJ1，s_MJ2分别为第1种，第2种钻机井架载荷效应组合的最大值；为钻井作业载荷效应在服役期T内的最大值；为风载荷效应在服役期T内的最大值；s_Jw(t₀)和s_Jz(t₀)分别是风载荷和钻井作业载荷的瞬时载荷应力。