P风侧下2?kz侧下?k侧下?F侧下?W2?5.763kN
P风侧下3?kz侧下?k侧下?F侧下?W3?18.031kN P风侧下4
?kz侧下?k侧下?F侧下?W4?32.146kN
本章小结
本章主要对JJ450型井架设计参数做了相应的计算，通过对以往有关该类型井架设计资料的参考，完成了所需设计的参数的选取和计算。计算主要按照API_SPEC_4F的计算标准及公式选取相应的参数，对井架的风载和立根风载进行计算。通过对二层台容量和所存放钻杆参数的分析对二层台进行了设计，初步建立了井架二层台模型。
4 井架连接处销轴、耳板的设计
井架由5段焊接件焊接构成，通过销轴和耳板从而连接成一个整体，为了确保井架在安装和使用过程中的安全可靠性，还需对井架的销轴和耳板进行设计计算。
4.1 井架与井架底座连接处销轴耳板的设计
4.1.1销轴的计算设计
1）选材
选用45号钢，许用应力为 ?s=360MPa 该型材的剪切许用应力为
????0.34?s?12.2 4MPa2）直径的估算 计算公式为 D=1.13
P?10 mm ???N第 20 页
P—连接处的最大轴向设计载荷（N）。 N-----------剪切面数 ???---------剪切许用应力 此处剪切面数为2，
0.92533?106 则 D=1.13?10?79.47mm
122.4?2取D=100mm
3) 校核销轴弯曲强度
弯曲许用应力为 ????0.59?s?212.4MPa 弯曲应力计算公式为：
?PtD??64? ?w?????? 4??222???100?其中t为耳板厚度 则
?w???92533080100??64????188.6MPa??4?222?100 ?????w???w?故设计的销轴强度是符合要求的。
4.1.2 耳板设计
1) 选材
耳板选用A3钢，其屈服应力??s?=240MPa 2）对耳板厚度进行估算
t?2P2?925330??77.11mm ?SD240?100取t=80 mm
3) 对耳板强度进行校核 计算拉伸许用应力：
??l??0.56?s?0.56?240?134.4MPa 计算许用支撑应力 ： ??B??0.9?s?
第 21 页
其中?—惯性影响系数（当销轴与孔为间隙配合时，?=1.5） 则??B?=144MPa 耳板的支撑应力为：
PB925330??115.67MPaDt100?80
P?l?t?115.67MPaDt?B?其中PB---------支撑压力（N）
Pl--------拉伸力（N） 故 ?l???l?
?B???B?
因此满足强度要求，设计合理 4) 确定耳板尺寸如下图
图4.1井架与井架底座连接处耳板
第 22 页
4.2 人字架与井架主体连接处销轴与耳板的设计 4.2.1 销轴的设计
1）选材
销轴选用20MnV合金钢 其许用应力??s?=600MPa 剪切许用应力为：
????0.34?s?204MPa 弯曲许用应力为：
??w??0.59?s?354MPa 直径的估算
D=1.13
P?10 mm ???N 设计载荷P=0.31926?106N
0.31926?106 则 D=1.13?10?41.6mm
204?2 取D=56mm
2）销轴的弯曲强度的校核
?w???w???w??3192604056??64??????185.3MPa4? 22???100??2所以该销轴强度满足设计需求。
4.2.2耳板的设计
1）选材
耳板选用材料为20MnV合金钢，它的屈服应力为??s?=600MPa 2）对耳板厚度的估算
t?2P2?319260??19mm ?SD600?56取t=40mm
第 23 页
3) 耳板强度的校核 拉伸许用应力为：
??l??0.56?s?0.56?600?336MPa
许用支撑应力为：
??B??0.9??s?? β=1.5
则??B?=360MPa
设计中耳板的支撑应力为：
PB319260??142.5MPaDt56?40
Pt?l??142.5MPaDt?B?故 ?l???l?
?B???B? 故满足强度要求。 4) 确定耳板尺寸如下图
图4.2 人字架与井架连接处耳板
第 24 页