在海洋石油鉆井中,隔水管柱由于受力呈彎曲狀態(tài),這就造成了鉆桿鉆井過程中與隔水管間產(chǎn)生了較大摩阻,造成隔水管柱與鉆柱易磨損損壞,增加鉆井成本。而且更嚴(yán)重的是隔水管柱使用過程中的斷裂泄露很容易造成鉆井事故,并引發(fā)次生災(zāi)害。自上世紀(jì)六七十年代以來,有大量的科研人員在海洋隔水管柱力學(xué)的理論及實(shí)驗(yàn)等方面上進(jìn)行了大量研究,但并未有人開展過削減隔水管柱與鉆柱摩擦磨損的研究。基于上述原因,我們有必要研究減小直至消除隔水管柱與鉆柱摩擦磨損的方法。李子豐教授獲權(quán)的發(fā)明專利《深水鉆井隔水管垂直裝置》最早提出了一種解決問題的方法,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了原理研究與分析。本課題以國家自然科學(xué)基金“深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理、受力分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)(51674220)”為基礎(chǔ),根據(jù)實(shí)際的海洋環(huán)境建立實(shí)驗(yàn)裝置模擬隔水管柱受力彎曲,研究深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)原理的可行性。與常規(guī)的海洋工程實(shí)驗(yàn)不同的是本課題中的試驗(yàn)設(shè)備采用集中力代替海流的均布力,所以本課題具有一定的創(chuàng)新性。本文在參考現(xiàn)有相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置后,建立了深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置包括了橫向力加載系統(tǒng)、頂部張力加載系統(tǒng)、繞繩系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)等。整體方案確定后,繪制了深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)的機(jī)械圖及其零件圖,在加工后進(jìn)行了組裝,并布置了傳感器。編制程序調(diào)試實(shí)驗(yàn),確保實(shí)驗(yàn)裝置各組成部分互相匹配,修正傳感器的報(bào)警參數(shù)。然后,改變實(shí)驗(yàn)條件,充分驗(yàn)證原理的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)比較合理、滿足實(shí)驗(yàn)需求,達(dá)到了設(shè)計(jì)初衷,驗(yàn)證了深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室條件下原理的正確性。但同時(shí)也存在一些設(shè)計(jì)不足問題,為此提出了具體的改進(jìn)意見和后續(xù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方案。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE951
【部分圖文】：

第 2 章 隔水管垂直系統(tǒng)工作原理研究與優(yōu)選 隔水管垂直系統(tǒng)工作原理研究與過渡的作用，根據(jù)深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)理提出解決辦法，分析各種解決方法的優(yōu)缺點(diǎn)，案作為構(gòu)建隔水管垂直系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的原理模中，尤其是海洋深水鉆井過程中，隔水管柱并直狀態(tài)，而是呈圖 2-1 所示彎曲狀態(tài)。經(jīng)過大量隔水管柱距頂端的三分之一處左右變形最大。勢必會有較大的摩阻，也勢必會加速隔水管柱增大鉆井成本。

類的方案可以達(dá)到此目的：(1)增大隔水管的剛度；(2)用。水管剛度法[38]ZEIMρ=1 變的情況下，要減小形變的辦法只有增大慣性矩ZI 或者。根據(jù)資料，隔水管材料的鋼級已經(jīng)達(dá)到80X (最小屈服強(qiáng)用的規(guī)模，無論是增大慣性矩還是換用彈性模量更大的活動的經(jīng)濟(jì)性。因此，此方案在實(shí)際中沒有操作性。衡法理是用外力去平衡海流波浪等對隔水管的作用力，如圖

第 2 章 隔水管垂直系統(tǒng)工作原理研究與優(yōu)選分布力，因此想得到一個(gè)圖 2-2 所示理想化鋼桿模型下分布力可以轉(zhuǎn)化為集中力，如果先(海流力)轉(zhuǎn)化為集中在某些點(diǎn)上的集中力，以實(shí)現(xiàn)隔水管垂直系統(tǒng)的設(shè)想。但是實(shí)際隔如圖 2-3 所示。但是我們可以通過把隔水管的設(shè)想，顯而易見這是目前的科技下可實(shí)現(xiàn)件下鉆柱與隔水管柱的摩阻小。海面

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫浩玉;周延軍;馬清明;;深水輕型隔水管發(fā)展概述[J];中外能源;2016年12期

2 陳才虎;王定亞;張彩瑩;王小通;王耀峰;張彬;;勘探三號平臺鉆井隔水管升級改造技術(shù)研究[J];石油機(jī)械;2016年12期

3 周云;易強(qiáng);王莉萍;王東勝;尹衍升;董麗華;;深海石油鉆采隔水管浮力材料的制備及其強(qiáng)度分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2017年07期

4 魯豐坤;王勇;李保軍;申曉紅;王海燕;;深水隔水管疲勞多測點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸與仿真研究[J];國外電子測量技術(shù);2015年12期

5 柳軍;黃陳;劉清友;何玉發(fā);何星;;脫開模式下深水鉆井隔水管串縱向振動研究[J];西南科技大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

6 鄧欣;朱賽健;李保軍;申曉紅;王海燕;;隔水管尾流誤差補(bǔ)償技術(shù)研究[J];國外電子測量技術(shù);2016年08期

7 田啟龍;黃熙龍;王嘉松;;附加附屬管的隔水管渦激振動離散渦模擬[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2016年05期

8 李朝瑋;樊洪海;汪志明;沈維格;王義頃;;深水鉆井隔水管緊急脫離后的反沖響應(yīng)[J];海洋工程;2015年04期

9 李保軍;鄧欣;申曉紅;黎昵;何軻;姜U

本文編號：2816225