本文關鍵詞：深水鉆井隔水管三維渦激振動理論模型

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【摘要】：隔水管作為深水鉆井的關鍵設備,國內外均對其渦激振動開展了大量的理論與實驗研究,但都主要針對隔水管在橫向的渦激振動,并沒有考慮隔水管同時受到橫向以及流向的耦合作用。為此,利用旋渦動力學理論,建立了同時考慮流向靜態(tài)變形以及流向與橫向耦合作用下的深水鉆井隔水管三維渦激振動理論模型,采用有限單元法結合Newmark-β法對模型進行求解,并在深水試驗池開展了相似實驗對模型進行驗證,編制了計算分析程序,模擬了不同海流流速下隔水管渦激振動模態(tài)以及三維空間形態(tài),探索了三維空間下隔水管渦激振動響應機理。模擬結果表明:①隨著表面流速的增大隔水管橫向以及流向的振動模態(tài)分別增大,且流向振動模態(tài)階次大于橫向振動模態(tài)階次,橫向振動幅值遠大于流向振動幅值;②隔水管流向的靜態(tài)變形遠大于流向渦激振動變形,流向的變形形態(tài)主要受靜態(tài)變形的影響;③隔水管在橫向以及流向渦激振動耦合作用下,空間形態(tài)變得扭曲,在進行隔水管組合配置設計時應該同時考慮來自橫向和流向的影響。
【作者單位】： "油氣藏地質及開發(fā)工程"國家重點實驗室·西南石油大學;中國海洋石油總公司;西南石油大學機電工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目“基于鉆井系統(tǒng)動力學的深海鉆井升沉補償系統(tǒng)機理研究”(編號:51274171) 國家科技重大專項“深水油氣井測試關鍵技術研究”(編號:2011ZX05026-001-07)
【分類號】：TE951
【正文快照】： 隔水管系統(tǒng)指連接海底防噴器與海面鉆井平臺的關鍵設備,是從海上鉆井平臺到海底的一個連接通道。在鉆井作業(yè)時,隔水管的主要功能是隔絕海水,形成鉆井液的循環(huán)通道,建立鉆具進入地層的通道,串接附加管線。深水鉆井時,隔水管長上千米,在海洋結構中屬細長柔性管柱,若有海流流過隔

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