【摘要】：隨著世界油氣資源需求量的不斷增加,海洋深水油氣資源的開采成為國內(nèi)外熱點(diǎn)技術(shù)。由于海洋環(huán)境自身復(fù)雜、惡劣的特點(diǎn),海洋作業(yè)相比于陸上作業(yè)要求更高、難度更大。由隔水管和連續(xù)油管組成的海洋管中管系統(tǒng)作為連接海底井口與海面設(shè)施的重要設(shè)備之一,直接影響了作業(yè)安全。隨著水深的增加,系統(tǒng)受力逐漸復(fù)雜,管柱系統(tǒng)的注入和破壞問題也逐漸突出,因此有必要系統(tǒng)地研究海洋環(huán)境下的管中管系統(tǒng)力學(xué)行為特性。考慮到耦合模型的難度和復(fù)雜性,論文將建模過程分為三步:固定邊界模型、浮動(dòng)邊界模型、海洋載荷下的模型,利用微元法建立了各步驟的數(shù)學(xué)模型,通過中間差分的方式對(duì)模型進(jìn)行簡化,以Newton-Raphson法建立迭代格式對(duì)模型進(jìn)行求解。同時(shí)搭建了立式實(shí)驗(yàn)臺(tái),結(jié)合實(shí)驗(yàn)及ABAQUS仿真結(jié)果對(duì)模型正確性進(jìn)行了驗(yàn)證,并利用實(shí)際算例對(duì)模型的實(shí)用性進(jìn)行了驗(yàn)證。在模型的基礎(chǔ)上,研究了連續(xù)油管外徑、海洋深度、平臺(tái)偏移、摩擦系數(shù)等多項(xiàng)因素對(duì)軸向力傳遞效率的影響;同時(shí)分析了隔水管在海洋環(huán)境下的變形及內(nèi)部彎矩,形成了管柱系統(tǒng)關(guān)于風(fēng)流及潮流的合適作業(yè)窗口,為實(shí)際作業(yè)提供了一定的參考。
【圖文】：

圖 1.1 連續(xù)油管變形示意圖Fig. 1.1 The diagram of coiled tubing deformation象的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致連續(xù)油管和隔水管的接觸面積以及正向接管在下入過程中受到的隔水管對(duì)其摩擦阻力逐漸增大。在連續(xù)油管施加的注入力傳遞到末端的數(shù)值就會(huì)降低，造成者，過度施加注入力會(huì)產(chǎn)生連續(xù)油管的螺旋鎖死情況，嚴(yán)進(jìn)行。問題，論文從理論層面上對(duì)海洋管中管系統(tǒng)在作業(yè)過程中，通過建立合理的力學(xué)模型模擬作業(yè)過程，揭示系統(tǒng)在海的行為規(guī)律。力爭通過開展以上研究，在一定程度上分析及軸向力傳遞效率下降等問題，增大深海石油鉆采工程中

圖 1.2 屈曲模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig. 1.2 Buckling simulation bench in vertical wells 年中國石油大學(xué)（北京）王文明等進(jìn)行了一系列海洋管柱研究分析了連續(xù)油管下入深海簡單懸鏈線立管遇卡時(shí)的接觸力學(xué)特 年中國石油大學(xué)（北京）的陳迎春等通過建立管中管實(shí)驗(yàn)臺(tái)，連續(xù)油管屈曲行為下的軸向力傳遞特性，揭示了內(nèi)管軸向力傳，說明了相對(duì)于固定邊界條件，處于浮動(dòng)邊界條件下的內(nèi)管軸遲”效應(yīng)[11]。 年中國石油大學(xué)（北京）王宴濱等通過實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)深水鉆采模擬，獲得了管柱的受力變形規(guī)律，可應(yīng)用于作業(yè)過程中提高，，保證深水作業(yè)的安全性[12]。 年中國石化石油工程技術(shù)研究院張輝等以表層套管作業(yè)管柱在作業(yè)作為算例，建立了深水作業(yè)管柱在復(fù)雜結(jié)構(gòu)下的縱向振動(dòng)管柱的在深水條件下的縱向振動(dòng)特性[13]。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE952

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