基于广义柔度矩阵的井架钢结构损伤识别

作     者：李柱 于永平 高千惠 郑少鹏 LI Zhu;YU Yongping;GAO Qianhui;ZHENG Shaopeng

作者机构：吉林大学建设工程学院吉林长春130061 

出 版 物：《钻探工程》 (Drilling Engineering)

年 卷 期：2024年第51卷第2期

页      面：32-38页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目“极端条件下特深井钻柱纵横扭耦合非线性振动研究”(编号:41972323) 

主　　题：K型井架钢结构 广义柔度矩阵 损伤识别 健康监测 矩阵分块模式 石油钻井 

摘      要：钻机井架结构在生产过程中会因各种原因而出现不同程度的损伤及破坏,为解决复杂工作环境下石油钻井井架结构健康监测中损伤识别问题,提出了一种基于广义柔度矩阵的井架结构损伤识别方法。相比于柔度矩阵方法,广义柔度矩阵仅需前几阶低阶固有频率及相应的模态振型便可确保计算的精度。在构建损伤控制方程的过程中,采用矩阵分块模式求解方法,与传统方法中需将单元刚度矩阵扩充整体刚度矩阵维数相比较,所提出的求解方法只需针对单元刚度矩阵的行数进行相应扩充,而列数不变,因此从计算量的统计角度分析可大大降低构建损伤识别控制方程的计算量。最后,以实际工程中的K型井架钢结构为例,结果显示对于不同的损伤位置及程度,该方法均具有良好的识别效果,可用于其他大型结构的损伤诊断或健康监测。