TECHICAL Series MATHEMATICS • INFORMATICS • PHYSICS Series PHILOLOGY Series ECONOMIC SCIENCES Sereies EDUCATIONAL SCIENCES Series LAW AND SOCIAL SCIENCES Series
Study of the Behaviour of a Transportable Mast of 500 kN Maximum Hook Load during Free Vibrations
(Studiul comportării unui mast transportabil de 500 kN sarcină maximă la cârlig în timpul vibraţiilor libere)
Vol LXVII • No. 3/2015
Lavinia Silvia Stanciu, Ioan Popa
Universitatea Petrol – Gaze din Ploieşti, Bd. Bucureşti 39, 100680, Ploieşti
e-mail: ipopa@upg-ploiesti.ro

 Keywords   transportable mast, free vibration, frequency, shape mode, FEA

 Abstract
Drilling, followed or interrupted sometimes by interventions or overhauling activities, is one of the most costly and full of the possibility of danger or failure activity. Failure of one of rig components, and in particular the mast, can lead to very big and unwanted cost implications. The question of masts vibrations is a concern for drillers and, also, for design engineers during the rigs functioning in oil fields. It is obvious that, for a given construction of a mast, is necessary to know in advance its natural frequencies values, in order to avoid them during rig’s work. In this paper it is analyzed the dynamic behaviour of a transportable mast of 500 kN maximum hook load, in the case of the free vibrations. The mast is made out of three sections: a fix, an inferior and a superior section, composing a complex spatial structure, statically undetermined. In its assembly, the mast is made out of straight beams with different cross-sections, being linked to truck chassis by the means of four strength anchors: two, fixed at the crown block’s level and two at the top of the inferior part. Authors used the Finite Elements Analysis with the aim to determine the first ten natural frequencies and the correspondent mode shapes for the first five. The evaluation of all factors which can produce forced vibrations during rig’s functioning and the risks of the appearance of resonance phenomenon are pointed out.

 Rezumat
Forajul unei sonde, urmat sau chiar întrerupt uneori de lucrări de intervenţie sau reparaţie, este una dintre cele mai costisitoare şi periculoase activităţ ce se desfăşoară în câmpurile petroliere. Cedarea uneia dintre componentele unei instalaţii, în particular a mastului său, poate conduce către costuri foarte mari, nedorite. Problema vibraţiei masturilor este o preocupare a practicienilor forajişti şi, de asemenea, a proiectanţilor de utilaj petrolier. Este evident că, pentru o anumită construcţie a mastului, este necesar a i se cunoaşte dinainte valorile frecvenţelor proprii, pentru ca acestea să poată fi evitate pe timpul funcţionării instalaţiei. În această lucrare este analizat comportamentul dinamic al unui mast transportabil de 500 kN sarcină maximă la cârlig în cazul vibraţiilor libere. Mastul este alcătuit din trei tronsoane: unul fix, unul inferior şi unul superior, toate compunând o structură spaţială complexă, static nedeterminată. În ansamblul său, mastul este alcătuit din bare drepte cu diferite secţiuni transversale, fiind legat la şasiul autocamionului prin intermediul a patru ancore de rezistenţă: două fixate de zona coroanei geamblacului şi două de zona superioară a tronsonului inferior. Autorii au utilizat analiza cu elemente finite cu scopul de a determina primele zece frecvenţe proprii şi corespunzătoarele forme proprii de oscilaţie pentru primele cinci. Sunt indicaţi factorii care pot produce vibraţii forţate în timpul funcţionării instalaţiei şi este evidenţiat pericolul apariţiei fenomenului de rezonanţă cauzat de aceştia.



Journal INFO (ISSN 1224-8495)
Vol LXVIII • No. 3/2016
Vol LXVIII • No. 2/2016
Vol LXVIII • No. 1/2016
Vol LXVII • No. 4/2015
Vol LXVII • No. 3/2015
Vol LXVII • No. 2/2015
Vol LXVII • No. 1/2015
Vol LXVI • No. 4/2014
Vol LXVI • No. 3/2014
Vol LXVI • No. 2/2014
Vol LXVI • No. 1/2014
Vol LXV • No. 4/2013
Vol LXV • No. 3/2013
Vol LXV • No. 2/2013
Vol LXV • No. 1/2013
Vol LXIV • No. 4/2012
Vol LXIV • No. 3/2012
Vol LXIV • No. 2/2012
Vol LXIV • No. 1/2012
Vol LXIII • No. 4/2011
Vol LXIII • No. 3/2011
Vol LXIII • No. 2/2011
Vol LXIII • No. 1/2011
Vol LXII • No. 4B/2010
Vol LXII • No. 4A/2010
Vol LXII • No. 3B/2010
Vol LXII • No. 3A/2010
Vol LXII • No. 2/2010 (Special Issue WELDING 2010)
Vol LXII • No. 1/2010
Vol LXI • No. 4/2009
Vol LXI • No. 3/2009 (Special Issue SPC 2009)
Vol LXI • No. 2/2009
Vol LXI • No. 1/2009
Vol LX • No. 4/2008
Vol LX • No. 3/2008
Vol LX • No. 2/2008
Vol LX • No. 1/2008
Vol LIX • No. 4/2007
Vol LIX • No. 3/2007
Vol LIX • No. 2/2007
Vol LIX • No. 1/2007
Vol LVIII • No. 4/2006
Vol LVIII • No. 3/2006
Vol LVIII • No. 2bis/2006
Vol LVIII • No. 2/2006
Signup
Forgot Password
  © copyright 2006 Universitatea Petrol - Gaze din Ploiesti