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题名不同工况下的水下井口油管悬挂器有限元分析
被引量：8
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作者
李滨
武胜男
周扬凡
郑文培
冯桓榰
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机构
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
北京市劳动保护科学研究所
中海石油(中国)有限公司北京研究中心
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出处
《石油机械》
北大核心
2021年第10期57-64,70,共9页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目“基于时间依赖故障率的水下防喷器系统可用性和测试策略评估方法研究”(51809277)
中国石油大学(北京)科研基金项目“海上高温高压钻井井下风险早期识别与预警方法研究”(2462019BJRC006)。
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文摘
在水下油气开采过程中,油管悬挂器是水下井口核心的承压部件,其性能高低决定开采系统能否持续安全可靠运行。对处于500 m水深的油管悬挂器在下放过程、密封激励建立过程和工作过程3种复杂工况下进行强度及疲劳寿命分析。分析结果表明:油管悬挂器在密封激励建立过程中,最大等效应力为427.01 MPa,最大变形量为0.27226 mm,最小疲劳寿命为12174 d,确定其为最危险工况。对处于密封激励建立过程的油管悬挂器主体分别进行模态及可靠性分析,以全面评估其安全性能;运用Modal模块分析得到油管悬挂器的6阶固有频率都较高,远远高于水下井口涡轮转动频率,不存在共振风险;运用6σ模块分析得到油管悬挂器的可靠性为98.61%,并发现材料的许用应力和外界载荷对油管悬挂器的可靠性影响最大。研究结果可为油管悬挂器的优化设计提供参考。
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关键词
水下井口
油管悬挂器
疲劳寿命
模态分析
可靠性
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Keywords
subsea wellhead
tubing hanger
fatigue life
modality analysis
reliability
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分类号
TE58
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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