發(fā)布時間：2020-07-25 12:47

【摘要】：海洋隔水管是深海油氣鉆井作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一,同時也是薄弱易損的構(gòu)件之一。隨著深海油氣鉆井向深水領(lǐng)域的發(fā)展,鉆井隔水管的受力也越來越復(fù)雜,近年來,國內(nèi)外隔水管相關(guān)事故也時常發(fā)生,尤其是在深水鉆井中。因此,開展深水鉆井隔水管三維振動力學(xué)特性研究,了解海流與波浪傳播方向不同時隔水管的力學(xué)特性對于隔水管的設(shè)計以及確保深水鉆井的作業(yè)安全具有重要意義。只有通過分析深海鉆井隔水管的力學(xué)特性及動力響應(yīng),才能準(zhǔn)確判斷其強(qiáng)度和穩(wěn)定性及其疲勞壽命。通過對現(xiàn)有大量文獻(xiàn)的分析討論,總結(jié)了國內(nèi)外鉆井隔水管動力學(xué)及靜力學(xué)問題的研究成果,主要包括環(huán)境載荷、內(nèi)部載荷以及管內(nèi)外流體共同作用下交變載荷下的隔水管動力響應(yīng)。本文主要對深水鉆井隔水管三維振動力學(xué)特性進(jìn)行了研究,首先對海洋鉆井隔水管進(jìn)行受力分析,分析其在海洋環(huán)境下受到的各種力,包括作用的方向、大小。然后,通過數(shù)學(xué)及力學(xué)的方法,建立力學(xué)及力矩平衡方程,依此推導(dǎo)建立了考慮內(nèi)外流體共同作用下隔水管受力變形的數(shù)學(xué)模型,并且通過有限差分?jǐn)?shù)值方法對其進(jìn)行求解;同時利用有限元軟件對海洋鉆井隔水管進(jìn)行了數(shù)值模擬,模擬其在海洋環(huán)境下的受力情況,分析其力學(xué)特性,并研究了不同工況下隔水管模型的應(yīng)力和變形,以及不同條件的改變對海洋鉆井隔水管的受力變形的影響,包括海浪周期、波高的改變以及頂張力的變化;最后通過對比理論模型和數(shù)值模型的分析結(jié)果,綜合得出海洋深水鉆井隔水管三維振動力學(xué)特性,變形規(guī)律,以及影響隔水管三維振動的諸多因素。這些研究對海洋鉆井隔水管系統(tǒng)的設(shè)計以及海洋鉆井安全作業(yè)具有著重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE951
【圖文】：

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第 2 章 隔水管系統(tǒng)組成及載荷分析管系統(tǒng)簡介海洋鉆井平臺來說，隔水管系統(tǒng)貫穿海底泥線，直到海面鉆井平中，其作用不可低估。海上鉆井隔水管系統(tǒng)的組成，一般包括井、填充閥、底部隔水管總成(Lower Marine Riser Package，簡稱 和終端等[40]，具體如下圖所示。

圖 2-2 隔水管卡盤 圖 2-3 萬向節(jié)圖 2-4 分流器[41]圖 2-5 上部撓性接頭3）撓性接頭隔水管系統(tǒng)中，撓性接頭的重要性不言而喻。由于隔水管系統(tǒng)的尺度，在海洋環(huán)境中，特別是深水鉆井中很容易發(fā)生變形，從而會差生很大的

圖 2-2 隔水管卡盤 圖 2-3 萬向節(jié)圖 2-4 分流器[41]圖 2-5 上部撓性接頭3）撓性接頭隔水管系統(tǒng)中，撓性接頭的重要性不言而喻。由于隔水管系統(tǒng)的尺度，在海洋環(huán)境中，特別是深水鉆井中很容易發(fā)生變形，從而會差生很大的

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王儒朋;;基于ANSYS的深水隔水管靜力學(xué)分析[J];海洋工程裝備與技術(shù);2019年S1期

2 王儒朋;沈國華;;基于不同有限元計算軟件的深水隔水管的模態(tài)分析及驗證[J];石化技術(shù);2019年11期

3 吳鵬;張彥秋;龐世強(qiáng);吳忠;孫占廣;;深水頂張力隔水管鉆井作業(yè)時的非線性振動特性分析[J];動力學(xué)與控制學(xué)報;2019年02期

4 盛磊祥;許亮斌;劉健;李婷婷;劉正禮;田波;王志坤;;新型深水鉆井隔水管懸掛系統(tǒng)設(shè)計[J];海洋工程;2019年05期

5 孫浩玉;周延軍;馬清明;;深水輕型隔水管發(fā)展概述[J];中外能源;2016年12期

6 陳才虎;王定亞;張彩瑩;王小通;王耀峰;張彬;;勘探三號平臺鉆井隔水管升級改造技術(shù)研究[J];石油機(jī)械;2016年12期

7 周云;易強(qiáng);王莉萍;王東勝;尹衍升;董麗華;;深海石油鉆采隔水管浮力材料的制備及其強(qiáng)度分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報;2017年07期

8 魯豐坤;王勇;李保軍;申曉紅;王海燕;;深水隔水管疲勞多測點數(shù)據(jù)傳輸與仿真研究[J];國外電子測量技術(shù);2015年12期

9 柳軍;黃陳;劉清友;何玉發(fā);何星;;脫開模式下深水鉆井隔水管串縱向振動研究[J];西南科技大學(xué)學(xué)報;2015年04期

10 鄧欣;朱賽健;李保軍;申曉紅;王海燕;;隔水管尾流誤差補(bǔ)償技術(shù)研究[J];國外電子測量技術(shù);2016年08期

相關(guān)會議論文 前10條

1 鄧欣;鞠少棟;陳國明;暢元江;;1830m超深水鉆井隔水管系統(tǒng)分析[A];2010年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

2 陳才虎;王耀鋒;楊紅剛;;深水鉆井隔水管快速連接技術(shù)研究[A];2011年石油裝備學(xué)術(shù)研討會論文專輯[C];2011年

3 弓大為;;海洋隔水管的受力分析[A];2003年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

4 暢元江;陳國明;鞠少棟;;國外深水鉆井隔水管系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展[A];2008年石油裝備學(xué)術(shù)年會暨慶祝中國石油大學(xué)建校55周年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

5 朱海龍;孫寶江;高永海;;大直徑隔水管攜巖工藝及計算[A];2008年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

6 蔣雯婧;錢權(quán);王國榮;;V型溝槽表面隔水管減阻的大渦數(shù)值模擬研究[A];第十屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2018年

7 周兆明;萬夫;王洪巖;胡晨;;海洋深水鉆井隔水管高壓試驗裝置設(shè)計及強(qiáng)度分析[A];2016年全國天然氣學(xué)術(shù)年會論文集[C];2016年

8 暢元江;陳國明;王榮耀;;深水鉆井隔水管快速接頭數(shù)字樣機(jī)開發(fā)[A];2010年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

9 暢元江;陳國明;王榮耀;鞠少棟;;深水鉆井隔水管系統(tǒng)鉆前設(shè)計軟件開發(fā)與驗證[A];紀(jì)念徐秉漢院士船舶與海洋結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

10 彭朋;陳國明;;深水鉆井隔水管磨損評估及保護(hù)措施分析[A];2008年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前8條

1 記者 梁茵邋通訊員 王穎;寶石機(jī)械公司著手開發(fā)深水鉆井隔水管[N];中國石油報;2008年

2 亢峻星;什么樣的隔水管能適應(yīng)深水作業(yè)[N];中國船舶報;2009年

3 記者 甘豐錄;寶石公司深水鉆井隔水管樣機(jī)試制成功[N];中國船舶報;2011年

4 本報記者 陳青 焦麗倩;打通“咽喉” 挺進(jìn)深海[N];中國石油報;2018年

5 通訊員 江艷;我國首臺海洋鉆井隔水管裝置亮相國際展[N];中國石油報;2010年

6 記者 陳青　通訊員 康瑩;國產(chǎn)首根高強(qiáng)度海洋鉆井隔水管試制成功[N];中國石油報;2011年

7 王哲;寶石公司海洋鉆井隔水管裝置試制完成[N];中國船舶報;2010年

8 科信;深水油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵裝備研制取得重大進(jìn)展[N];中國船舶報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 徐健;應(yīng)用于深水隔水管應(yīng)力監(jiān)測的光纖傳感技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2018年

2 王鵬;深水鉆井隔水管系統(tǒng)動力響應(yīng)及力學(xué)耦合行為[D];東北石油大學(xué);2014年

3 孫友義;深水鉆井隔水管強(qiáng)度評價方法及應(yīng)用研究[D];中國石油大學(xué);2009年

4 王宴濱;深水導(dǎo)管和隔水管安裝過程力學(xué)行為研究[D];中國石油大學(xué)(北京);2016年

5 李朝瑋;深水鉆井隔水管—井口—導(dǎo)管系統(tǒng)整體力學(xué)性能研究[D];中國石油大學(xué)(北京);2016年

6 劉秀全;深水鉆井隔水管完整性及臺風(fēng)事故應(yīng)對策略研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

7 暢元江;深水鉆井隔水管設(shè)計方法及其應(yīng)用研究[D];中國石油大學(xué);2008年

8 彭朋;深水鉆井隔水管壽命管理技術(shù)研究[D];中國石油大學(xué);2009年

9 鞠少棟;深水鉆井隔水管及井口作業(yè)分析與決策研究[D];中國石油大學(xué)（華東）;2012年

10 毛良杰;深水鉆井隔水管動力特性及渦激振動響應(yīng)實驗與理論研究[D];西南石油大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 徐文文;波浪方向與海流方向不同時隔水管三維振動力學(xué)分析[D];燕山大學(xué);2019年

2 張明磊;深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)測量與控制模塊設(shè)計和實驗[D];燕山大學(xué);2019年

3 李勝輝;隔水管與鉆柱間相互作用及底部接頭磨損的研究[D];燕山大學(xué);2019年

4 甘武祥;飛濺區(qū)鉆井隔水管腐蝕疲勞問題的研究[D];中國石油大學(xué)(北京);2018年

5 劉律江;深水鉆井隔水管力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究[D];西南石油大學(xué);2018年

6 錢權(quán);典型溝槽表面隔水管減阻性能研究[D];西南石油大學(xué);2018年

7 黎俊;高壓鉆井隔水管力學(xué)特性研究及安全性分析[D];西南石油大學(xué);2018年

8 許傳斌;隔水管內(nèi)氣液兩相流聲傳播特性研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

9 傅景杰;深水隔水管完整性管理技術(shù)研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

10 黃建南;深水鉆井隔水管柱聲縱波傳播特性的研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

本文編號：2769848