本文關(guān)鍵詞：水下采油樹安裝及力學(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】：隨著我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長,油氣資源需求快速增加,較高的原油進口依存度已成為影響國家經(jīng)濟安全的重要因素之一。然而我國陸地油田資源后備不足,所以未來油氣的增長潛力主要集中在海洋,尤其是深海油氣資源。目前,我國海洋油氣勘探開發(fā)還缺少一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)——水下生產(chǎn)系統(tǒng),而水下采油樹則是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的主要部分,其造價高,體積大,內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度密集。在海上安裝作業(yè)的過程中,會受到海上風(fēng)浪流的聯(lián)合作用,作業(yè)風(fēng)險很大,若在深水安裝下放過程中出現(xiàn)差錯,后果將不堪設(shè)想。因此,對水下采油樹的安裝進行研究很有必要。本文在充分調(diào)研水下采油樹、采油樹安裝以及相關(guān)領(lǐng)域國內(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的結(jié)構(gòu)及安裝特點；闡述了水下采油樹的安裝工藝,主要包括系統(tǒng)安裝順序、主要安裝階段、基本安裝步驟、臥式和立式采油樹安裝工藝對比以及安裝方法,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下放過程受力情況以及環(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軟件對鉆井立管以及采油樹進行了不同安裝水深處的力學(xué)分析、動態(tài)分析、參數(shù)敏感性分析以及參數(shù)的正交試驗分析,并得到1500m采油樹安裝的作業(yè)窗口。通過研究發(fā)現(xiàn),按照安裝工具的不同,目前水下采油樹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,得到越來越廣泛的利用；在采油樹的安裝不同深度處,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�。浑S著安裝水深的增加,鉆井立管底部的最大橫向位移隨時間的波動頻率和波動范圍都有所減�。辉诎惭b過程中,海流速度對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)計時,應(yīng)重點考慮安裝環(huán)境的海流速度；隨著采油樹重量的增加,鉆井立管的橫向位移、彎矩和Von Mises應(yīng)力都有所減小,這將有利于采油樹安裝過程中整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時,隨著采油樹重量的增加,采油樹的下放作業(yè)窗口的作業(yè)面積也有所增加。這些研究結(jié)果有利于更進一步認識水下采油樹安裝過程以及安裝過程中鉆井立管的受力情況,將為采油樹安裝方案設(shè)計提供一定的科學(xué)參考,這對海洋油氣的開發(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE952

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本文編號：1321741