海洋鉆井隔水管力學(xué)問題研究
本文關(guān)鍵詞:海洋鉆井隔水管力學(xué)問題研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:鉆井隔水管是海洋鉆井中的關(guān)鍵設(shè)備之一,同時(shí)也是薄弱易損的構(gòu)件之一。深入分析鉆井隔水管的固有頻率和動(dòng)力響應(yīng)對(duì)鉆井隔水管的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析具有非常重要的意義。目前關(guān)于鉆井隔水管的固有頻率和動(dòng)力響應(yīng)的研究主要集中在鉆井隔水管的尺寸、頂部張力對(duì)其影響。鉆井隔水管在海水中的運(yùn)動(dòng)屬于大位移、小變形,內(nèi)部鉆柱隨著鉆井隔水管一起運(yùn)動(dòng)。所以有必要分析討論鉆柱質(zhì)量對(duì)鉆井隔水管的固有頻率和動(dòng)力響應(yīng)的影響。通過建立鉆井隔水管力學(xué)模型,推導(dǎo)出固有頻率計(jì)算公式,計(jì)算、分析了鉆柱質(zhì)量、頂部張力對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響。研究表明:忽略鉆柱質(zhì)量將對(duì)鉆井隔水管固有頻率產(chǎn)生較大誤差,最大相對(duì)誤差約6.2%。推導(dǎo)出了鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)方程,分別計(jì)算、討論了波浪周期和波浪高度等因素對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)的影響。研究表明:忽略鉆柱質(zhì)量將對(duì)鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生較大誤差,最大相對(duì)誤差約1.96%。通過有限元法分析了鉆井隔水管固有頻率,實(shí)例的鉆井隔水管處于安全的工作狀態(tài)。鉆井隔水管的動(dòng)力響應(yīng)的誤差為7.05%?紤]底部張力時(shí),在x軸、y軸、z軸鉆井隔水管的應(yīng)力集中在不同處,且最大應(yīng)力為347MPa。當(dāng)?shù)撞裤q支鏈轉(zhuǎn)角變化時(shí),應(yīng)力集中也發(fā)生變化。
【關(guān)鍵詞】:海洋鉆井隔水管 力學(xué)問題 固有頻率 動(dòng)力響應(yīng) 有限元法
【學(xué)位授予單位】:西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TE951
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-7
- 第一章 緒論7-12
- 1.1 研究意義7-8
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
- 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀8-9
- 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-10
- 1.3 本文研究的主要內(nèi)容10
- 1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)10-12
- 第二章 鉆井隔水管的系統(tǒng)組成及海洋環(huán)境載荷分析12-21
- 2.1 鉆井隔水管系統(tǒng)簡(jiǎn)介12-14
- 2.1.1 鉆井隔水管系統(tǒng)組成12-14
- 2.1.2 鉆井隔水管用途14
- 2.2 鉆井隔水管所受載荷分析14-20
- 2.2.1 鉆井隔水管所受載荷14-16
- 2.2.2 海洋環(huán)境載荷16-18
- 2.2.3 海洋環(huán)境載荷確定方法18-20
- 2.3 本章小結(jié)20-21
- 第三章 深水鉆井隔水管固有頻率研究21-35
- 3.1 深水鉆井隔水管固有頻率的理論研究21-27
- 3.1.1 平臺(tái)無(wú)偏移21-24
- 3.1.2 平臺(tái)有偏移24-27
- 3.2 鉆井隔水管固有頻率計(jì)算27-28
- 3.3 鉆柱質(zhì)量和截面尺寸對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響28-30
- 3.3.1 鉆柱質(zhì)量對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響29
- 3.3.2 鉆柱的截面尺寸對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響29-30
- 3.3.3 考慮壓井管線與外部節(jié)流下鉆柱質(zhì)量對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響30
- 3.4 其它因素對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響30-34
- 3.4.1 截面尺寸對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響30-31
- 3.4.2 鉆井液密度對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響31-32
- 3.4.3 頂部張力對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響32
- 3.4.4 底部?jī)A角對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響32-33
- 3.4.5 水深對(duì)鉆井隔水管固有頻率的影響33-34
- 3.5 本章小結(jié)34-35
- 第四章 海洋鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)分析35-45
- 4.1 鉆井隔水管動(dòng)力學(xué)方程的建立35-38
- 4.2 海洋鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)分析38-39
- 4.3 鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)算例分析39-40
- 4.4 各種因素對(duì)鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)的影響40-44
- 4.4.1 頂部張力對(duì)鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)的影響40-41
- 4.4.2 鉆井隔水管截面尺寸對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)的影響41
- 4.4.3 鉆井液返回速度對(duì)鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)的影響41-42
- 4.4.4 海水的深度對(duì)鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)的影響42-43
- 4.4.5 波浪周期對(duì)鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)的影響43
- 4.4.6 波浪高度對(duì)鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)的影響43-44
- 4.5 本章小結(jié)44-45
- 第五章基于ANSYS下鉆井隔水管的動(dòng)力分析45-59
- 5.1 ANSYS功能介紹45-47
- 5.1.1 ANSYS軟件的求解類型45
- 5.1.2 海洋鉆井隔水管分析中常用的ANSYS單元介紹45-47
- 5.2 鉆井隔水管的實(shí)例建模分析47-49
- 5.2.1 鉆井隔水管的幾何參數(shù)47
- 5.2.2 材料屬性47-48
- 5.2.3 載荷分析48-49
- 5.3 模擬流程49-53
- 5.3.1 鉆井隔水管模擬時(shí)的基本假設(shè)49-50
- 5.3.2 鉆井隔水管模擬流程50-53
- 5.4 求解及結(jié)果分析53-58
- 5.4.1 鉆井隔水管頻率分析53-54
- 5.4.2 鉆井隔水管動(dòng)力響應(yīng)分析54
- 5.4.3 鉆井隔水管應(yīng)力集中分析54-58
- 5.5 本章小結(jié)58-59
- 第六章 結(jié)論和展望59-60
- 6.1 結(jié)論59
- 6.2 展望59-60
- 致謝60-61
- 參考文獻(xiàn)61-64
- 碩士研究生期間發(fā)表的論文64-65
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1 徐興平;王龍庭;;受撞淺海隔水管復(fù)位分析[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2008年04期
2 孫友義;陳國(guó)明;暢元江;鞠少棟;;超深水隔水管懸掛動(dòng)力分析與避臺(tái)風(fēng)策略探討[J];中國(guó)海洋平臺(tái);2009年02期
3 孫友義;陳國(guó)明;暢元江;許亮斌;;基于渦激抑制的隔水管浮力塊分布方案優(yōu)化[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期
4 鞠少棟;暢元江;陳國(guó)明;陳黎明;許亮斌;;深水鉆井隔水管懸掛窗口確定方法[J];石油學(xué)報(bào);2012年01期
5 韓春杰;陳明明;閆鐵;;深水環(huán)境下隔水管的橫向自由振動(dòng)分析[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期
6 李中;楊進(jìn);曹式敬;黃熠;郭永賓;謝仁軍;;深海水域鉆井隔水管力學(xué)特性分析[J];石油鉆采工藝;2007年01期
7 暢元江;陳國(guó)明;許亮斌;殷志明;王宏安;;深水頂部張緊鉆井隔水管非線性靜力分析[J];中國(guó)海上油氣;2007年03期
8 王海峽;趙廣慧;;波流極值載荷作用下隔水管的非線性分析[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2008年11期
9 王海峽;趙廣慧;余長(zhǎng)柏;章靖;李維國(guó);;充液鉆井隔水管的非線性動(dòng)力特性分析[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2010年05期
10 張煒;范春英;王娜;;深水鉆井隔水管漂浮減重技術(shù)[J];石油機(jī)械;2010年05期
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1 高寶奎;;深水隔水管動(dòng)態(tài)變形有限單元分析[A];第九屆全國(guó)振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年
2 鄧欣;鞠少棟;陳國(guó)明;暢元江;;1830m超深水鉆井隔水管系統(tǒng)分析[A];2010年度海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年
3 弓大為;;海洋隔水管的受力分析[A];2003年度海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年
4 朱海龍;孫寶江;高永海;;大直徑隔水管攜巖工藝及計(jì)算[A];2008年度海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年
5 吳豪;段夢(mèng)蘭;林文惠;;鉆井隔水管時(shí)域非線性有限元分析[A];北京力學(xué)會(huì)第19屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年
6 李妍;馬萬(wàn)俊;高德利;;鉆井隔水管基本周期簡(jiǎn)化計(jì)算方法[A];第19屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(第Ⅲ冊(cè))[C];2010年
7 陳才虎;王耀鋒;楊紅剛;;深水鉆井隔水管快速連接技術(shù)研究[A];2011年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專輯[C];2011年
8 彭朋;陳國(guó)明;;深水鉆井隔水管磨損評(píng)估及保護(hù)措施分析[A];2008年度海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年
9 暢元江;陳國(guó)明;鞠少棟;;國(guó)外深水鉆井隔水管系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展[A];2008年石油裝備學(xué)術(shù)年會(huì)暨慶祝中國(guó)石油大學(xué)建校55周年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年
10 暢元江;陳國(guó)明;王榮耀;鞠少棟;;深水鉆井隔水管系統(tǒng)鉆前設(shè)計(jì)軟件開發(fā)與驗(yàn)證[A];紀(jì)念徐秉漢院士船舶與海洋結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年
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1 亢峻星;什么樣的隔水管能適應(yīng)深水作業(yè)[N];中國(guó)船舶報(bào);2009年
2 記者 甘豐錄;寶石公司深水鉆井隔水管樣機(jī)試制成功[N];中國(guó)船舶報(bào);2011年
3 記者 梁茵邋通訊員 王穎;寶石機(jī)械公司著手開發(fā)深水鉆井隔水管[N];中國(guó)石油報(bào);2008年
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6 記者 陳青 通訊員 康瑩;國(guó)產(chǎn)首根高強(qiáng)度海洋鉆井隔水管試制成功[N];中國(guó)石油報(bào);2011年
7 田惠;中國(guó)海油再度牽手阿科克瓦那[N];中國(guó)石化報(bào);2007年
8 王哲;寶石公司海洋鉆井隔水管裝置試制完成[N];中國(guó)船舶報(bào);2010年
9 記者 錢蘭;曙光大力開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)[N];泰州日?qǐng)?bào);2008年
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1 付英軍;深水無(wú)隔水管段鉆井關(guān)鍵力學(xué)問題研究[D];西南石油大學(xué);2013年
2 劉秀全;深水鉆井隔水管完整性及臺(tái)風(fēng)事故應(yīng)對(duì)策略研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年
3 彭朋;深水鉆井隔水管壽命管理技術(shù)研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2009年
4 孫友義;深水鉆井隔水管強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2009年
5 王鵬;深水鉆井隔水管系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)及力學(xué)耦合行為[D];東北石油大學(xué);2014年
6 林;;隔水管渦激動(dòng)力響應(yīng)及疲勞損傷可靠性分析[D];大連理工大學(xué);2008年
7 暢元江;深水鉆井隔水管設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2008年
8 鞠少棟;深水鉆井隔水管及井口作業(yè)分析與決策研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2012年
9 周俊昌;海洋深水鉆井隔水管系統(tǒng)分析[D];西南石油學(xué)院;2001年
10 谷斐;隔水管渦激振動(dòng)抑制裝置的流動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究[D];上海交通大學(xué);2012年
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 孟凡召;隔水管動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析[D];中國(guó)石油大學(xué);2010年
2 湯燕;深水隔水管法蘭系統(tǒng)的安全性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年
3 張磊;深水鉆井隔水管反沖控制技術(shù)研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年
4 董薇;淺海隔水管張緊力計(jì)算及張緊器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年
5 張寧;隔水管橫向振動(dòng)特性與浮力塊配置優(yōu)化[D];燕山大學(xué);2016年
6 湯建冬;深水鉆井隔水管與防噴器組風(fēng)險(xiǎn)分析[D];浙江大學(xué);2016年
7 劉珊珊;深水鉆井隔水管耦合力學(xué)分析與數(shù)值模擬[D];東北石油大學(xué);2016年
8 萬(wàn)長(zhǎng)成;深水鉆井隔水管力學(xué)特性與渦激振動(dòng)研究[D];西南石油大學(xué);2016年
9 范鵬飛;海洋深水鉆井隔水管系統(tǒng)力學(xué)特征及施工參數(shù)優(yōu)化研究[D];西南石油大學(xué);2016年
10 馮鈺欽;海洋鉆井隔水管變形特性的理論與仿真分析研究[D];西南石油大學(xué);2016年
本文關(guān)鍵詞:海洋鉆井隔水管力學(xué)問題研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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