【摘要】：海洋隔水管是深海油氣鉆井作業(yè)的關鍵設備之一,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域的發(fā)展,鉆井隔水管的受力也越來越復雜,近年來,國內(nèi)外隔水管相關事故也時常發(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特性研究,了解海流與波浪傳播方向不同時隔水管的力學特性對于隔水管的設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特性及動力響應,才能準確判斷其強度和穩(wěn)定性及其疲勞壽命。通過對現(xiàn)有大量文獻的分析討論,總結(jié)了國內(nèi)外鉆井隔水管動力學及靜力學問題的研究成果,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。本文主要對深水鉆井隔水管三維振動力學特性進行了研究,首先對海洋鉆井隔水管進行受力分析,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)學及力學的方法,建立力學及力矩平衡方程,依此推導建立了考慮內(nèi)外流體共同作用下隔水管受力變形的數(shù)學模型,并且通過有限差分數(shù)值方法對其進行求解;同時利用有限元軟件對海洋鉆井隔水管進行了數(shù)值模擬,模擬其在海洋環(huán)境下的受力情況,分析其力學特性,并研究了不同工況下隔水管模型的應力和變形,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)的設計以及海洋鉆井安全作業(yè)具有著重要的意義。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE951
【圖文】：

燕山大學工程碩士學位論文第 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

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