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基于混合模型修正的在役海洋钻机井架实时承载能力评估
1
作者
闫天红
周国强
董浩轩
《天然气工业》
北大核心
2025年第6期170-181,共12页
随着海上油气资源勘探开发的不断深入,在役钻机井架作业安全就显得尤为重要。由于钻机井架面临海洋环境腐蚀、结构损伤及苛刻钻井作业条件,在役海洋钻机井架不可避免出现结构损伤和性能退化,进而降低承载能力并可能导致耐久性失效,给海...
随着海上油气资源勘探开发的不断深入,在役钻机井架作业安全就显得尤为重要。由于钻机井架面临海洋环境腐蚀、结构损伤及苛刻钻井作业条件,在役海洋钻机井架不可避免出现结构损伤和性能退化,进而降低承载能力并可能导致耐久性失效,给海洋钻井作业带来巨大风险,实时评估井架实际承载能力已迫在眉睫。为此,基于测试模型实测数据与有限元模型计算数据相关性分析建立了贝叶斯模型修正方法,形成了基于混合模型修正的海洋钻机井架承载能力实时评估方法,并开发了集钻井载荷—应变测试—振动测试一体化的海洋钻机井架结构响应测试系统,最后以南海某平台海洋钻机井架结构损伤识别算例,验证了该算法的可靠性。研究结果表明:①井架测试模型实测响应与有限元模型计算响应相关性分析可以实现测点与节点匹配、实测响应与计算响应匹配;②基于实测模态参数与应变的混合有限元模型修正建立的在役钻机井架测评基准模型进一步减小了计算数据与实测数据的误差,实测频率与计算频率最大误差由模型修正前的34.35%降低为0.56%,实测应变与计算应变最大误差由模型修正前的53.7%降低为13.3%;③经现场实测响应与计算响应相关性分析的混合模型修正,按照评估准则海上钻机实例井架承载力下降8.44%。结论认为,形成的在役钻机井架性能退化及承载能力评估技术解决了原有单一工况测点值线性外推评估方法难以满足复杂工况带来的不确定性问题,该方法对于准确评估海上在役钻机井架实际承载能力具有重要借鉴和指导意义。
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关键词
海洋钻机井架
响应测试与数值计算
相关性分析
混合模型修正
承载能力评估
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职称材料
题名
基于混合模型修正的在役海洋钻机井架实时承载能力评估
1
作者
闫天红
周国强
董浩轩
机构
东北石油大学三亚海洋油气研究院
出处
《天然气工业》
北大核心
2025年第6期170-181,共12页
基金
海南省自然科学基金项目“失效物理—监测数据的海洋油气钻探井架寿命预测研究”(编号:525RC807)
海南省院士创新平台科研项目“莺歌海盆地构造演化特征及砂箱物理模拟技术分析”(编号:YSPTZX202301)
+1 种基金
三亚市科技创新专项项目“基于三维视觉检测的深海浮式平台系泊系统损伤演化与失效分析”(编号:2022KJCX52)
海南省高等学校教育教学改革研究项目“‘新工科’视阈下海洋石油装备智能化实验教学设计研究”(编号:Hnjg2024ZD-94)。
文摘
随着海上油气资源勘探开发的不断深入,在役钻机井架作业安全就显得尤为重要。由于钻机井架面临海洋环境腐蚀、结构损伤及苛刻钻井作业条件,在役海洋钻机井架不可避免出现结构损伤和性能退化,进而降低承载能力并可能导致耐久性失效,给海洋钻井作业带来巨大风险,实时评估井架实际承载能力已迫在眉睫。为此,基于测试模型实测数据与有限元模型计算数据相关性分析建立了贝叶斯模型修正方法,形成了基于混合模型修正的海洋钻机井架承载能力实时评估方法,并开发了集钻井载荷—应变测试—振动测试一体化的海洋钻机井架结构响应测试系统,最后以南海某平台海洋钻机井架结构损伤识别算例,验证了该算法的可靠性。研究结果表明:①井架测试模型实测响应与有限元模型计算响应相关性分析可以实现测点与节点匹配、实测响应与计算响应匹配;②基于实测模态参数与应变的混合有限元模型修正建立的在役钻机井架测评基准模型进一步减小了计算数据与实测数据的误差,实测频率与计算频率最大误差由模型修正前的34.35%降低为0.56%,实测应变与计算应变最大误差由模型修正前的53.7%降低为13.3%;③经现场实测响应与计算响应相关性分析的混合模型修正,按照评估准则海上钻机实例井架承载力下降8.44%。结论认为,形成的在役钻机井架性能退化及承载能力评估技术解决了原有单一工况测点值线性外推评估方法难以满足复杂工况带来的不确定性问题,该方法对于准确评估海上在役钻机井架实际承载能力具有重要借鉴和指导意义。
关键词
海洋钻机井架
响应测试与数值计算
相关性分析
混合模型修正
承载能力评估
Keywords
Offshore drilling rig derrick
Response testing and numerical calculation
Correlation analysis
Mixed model correction
Bearing capacity assessment
分类号
TE92 [石油与天然气工程—石油机械设备]
TE52 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
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作者
出处
发文年
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1
基于混合模型修正的在役海洋钻机井架实时承载能力评估
闫天红
周国强
董浩轩
《天然气工业》
北大核心
2025
0
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