本文關(guān)鍵詞：水下采油樹(shù)安裝及力學(xué)研究　出處：《西南石油大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng),油氣資源需求快速增加,較高的原油進(jìn)口依存度已成為影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的重要因素之一。然而我國(guó)陸地油田資源后備不足,所以未來(lái)油氣的增長(zhǎng)潛力主要集中在海洋,尤其是深海油氣資源。目前,我國(guó)海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)還缺少一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)——水下生產(chǎn)系統(tǒng),而水下采油樹(shù)則是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的主要部分,其造價(jià)高,體積大,內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度密集。在海上安裝作業(yè)的過(guò)程中,會(huì)受到海上風(fēng)浪流的聯(lián)合作用,作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)很大,若在深水安裝下放過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò),后果將不堪設(shè)想。因此,對(duì)水下采油樹(shù)的安裝進(jìn)行研究很有必要。本文在充分調(diào)研水下采油樹(shù)、采油樹(shù)安裝以及相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)的探討了不同水下采油樹(shù)的結(jié)構(gòu)及安裝特點(diǎn)；闡述了水下采油樹(shù)的安裝工藝,主要包括系統(tǒng)安裝順序、主要安裝階段、基本安裝步驟、臥式和立式采油樹(shù)安裝工藝對(duì)比以及安裝方法,并且給出鉆井立管安裝法的示例；研究了基于鉆井立管安裝法的采油樹(shù)下放過(guò)程受力情況以及環(huán)境載荷的相關(guān)理論,并且建立了下放過(guò)程的力學(xué)分析模型,再利用MATLAB編程求解該模型；利用OrcaFlex軟件對(duì)鉆井立管以及采油樹(shù)進(jìn)行了不同安裝水深處的力學(xué)分析、動(dòng)態(tài)分析、參數(shù)敏感性分析以及參數(shù)的正交試驗(yàn)分析,并得到1500m采油樹(shù)安裝的作業(yè)窗口。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),按照安裝工具的不同,目前水下采油樹(shù)的安裝方法可分為三種,即直接下放法、鉆桿安裝法和鉆井立管安裝法,而鉆井立管安裝法以其自身的優(yōu)勢(shì),得到越來(lái)越廣泛的利用；在采油樹(shù)的安裝不同深度處,鉆井立管的Von Mises應(yīng)力和彎矩的最大值都位于鉆井立管的上端,離端部越近值越大,且有應(yīng)力集中的現(xiàn)象；最大橫向位移位于鉆井立管底部,且隨著水深的增加而逐漸增大,但是增加的速率不斷減��；隨著安裝水深的增加,鉆井立管底部的最大橫向位移隨時(shí)間的波動(dòng)頻率和波動(dòng)范圍都有所減小；在安裝過(guò)程中,海流速度對(duì)鉆井立管的橫向位移以及其力學(xué)響應(yīng)有較大的影響,因此在安裝方案設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮安裝環(huán)境的海流速度；隨著采油樹(shù)重量的增加,鉆井立管的橫向位移、彎矩和Von Mises應(yīng)力都有所減小,這將有利于采油樹(shù)安裝過(guò)程中整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí),隨著采油樹(shù)重量的增加,采油樹(shù)的下放作業(yè)窗口的作業(yè)面積也有所增加。這些研究結(jié)果有利于更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)水下采油樹(shù)安裝過(guò)程以及安裝過(guò)程中鉆井立管的受力情況,將為采油樹(shù)安裝方案設(shè)計(jì)提供一定的科學(xué)參考,這對(duì)海洋油氣的開(kāi)發(fā)有著一定的借鑒作用。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE952

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本文編號(hào)：1321741