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无隔水管闭式循环钻井液举升泵动力学仿真分析
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作者 秦如雷 陈浩文 +2 位作者 许本冲 李昌平 梁楠 《石油机械》 北大核心 2025年第2期59-64,共6页
深水无隔水管闭式循环钻井液举升泵(简称举升泵)采用中置悬挂方式安装,其启动和运转时均会对上下两端连接的钻井液返回管线产生反扭矩和振动,影响举升泵及返回管线的稳定性和安全性。为此,对举升泵进行动力学仿真分析,建立了多级举升泵... 深水无隔水管闭式循环钻井液举升泵(简称举升泵)采用中置悬挂方式安装,其启动和运转时均会对上下两端连接的钻井液返回管线产生反扭矩和振动,影响举升泵及返回管线的稳定性和安全性。为此,对举升泵进行动力学仿真分析,建立了多级举升泵流道模型和流固耦合模型;对单级泵的反扭矩进行理论计算,并与数值仿真结果进行对比,验证仿真模型的正确性;通过多级举升泵的动力学仿真,分析了举升泵运行过程中的反扭矩、振动及轴向力与泵运转速度的关系。研究结果表明:随着转速的增大,举升泵运行过程中产生的反扭矩及轴向力增大、转子振幅先增大后减小,并得出了实时和额定功率下举升泵的反扭矩、轴向力和振动。研究结论可为举升泵及连接的返回管线设计和性能优化提供指导,提高深海钻井效率和安全性。 展开更多
关键词 无隔水管闭式循环钻井 深水 液举升泵 动力学仿真 流固耦合
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深水钻井隔水管系统反冲时滞鲁棒控制 被引量:1
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作者 王向磊 刘秀全 +2 位作者 陈国明 刘兆伟 畅元江 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期192-200,共9页
隔水管紧急解脱后的反冲响应是一个复杂且危险的过程,张紧器液压系统调控及信号传输又存在一定的时滞效应,因此如何在可变有界时滞作用下控制反冲是一个难题。为解决输入时滞作用下的反冲控制问题,提出采用时滞状态反馈鲁棒H∞控制方法... 隔水管紧急解脱后的反冲响应是一个复杂且危险的过程,张紧器液压系统调控及信号传输又存在一定的时滞效应,因此如何在可变有界时滞作用下控制反冲是一个难题。为解决输入时滞作用下的反冲控制问题,提出采用时滞状态反馈鲁棒H∞控制方法进行反冲控制。根据隔水管反冲动力学模型构建考虑输入时滞的反冲状态空间表达式,引入无记忆状态反馈,得到闭环控制系统并采用矩阵不等式求解稳定条件。引入可调参数将矩阵不等式线性化,针对调整参数选取不当易导致线性矩阵不等式不可解与最优解难寻的问题,采用差分进化(DE)算法寻找可行的最优调整参数。通过结合多段数有限元模型验证了方法的正确性与可行性。结果表明:方法可有效完成固定与可变输入时滞的隔水管反冲控制,比常规不考虑时滞的控制方法的控制效果更佳;DE可有效寻找最优调整参数,优化控制性能;时滞作用会降低反冲响应及控制性能,应当尽量减小时滞。 展开更多
关键词 深水 水管 张紧器 紧急解脱 反冲控制
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基于系统弱点与平台漂移分析的深水钻井隔水管作业窗口分析方法——以陵水17-2气田为例 被引量:1
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作者 王金铎 王宴滨 +2 位作者 高德利 罗鸣 梁继文 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期128-136,共9页
深水钻井隔水管是连接浮式钻井平台与防喷器的关键设备,在服役过程中面临着复杂多变的海洋环境,承受着恶劣的作业载荷,力学行为复杂,其安全可靠运行是深海油气资源高效开发的前提。为获取不同工况下深水钻井隔水管的作业窗口,以我国南... 深水钻井隔水管是连接浮式钻井平台与防喷器的关键设备,在服役过程中面临着复杂多变的海洋环境,承受着恶劣的作业载荷,力学行为复杂,其安全可靠运行是深海油气资源高效开发的前提。为获取不同工况下深水钻井隔水管的作业窗口,以我国南海自主开发的深水陵水17-2气田为研究对象,在考虑海洋环境、浮式平台及隔水管系统的基础上,通过隔水管系统弱点分析、平台漂移分析以及不同工况下隔水管作业窗口评估,制订了隔水管配置方案,形成了深水钻井隔水管作业窗口分析方法,并在陵水17-2-A7井得到成功应用。研究结果表明:①导管接头处是隔水管系统的最薄弱点,上、下球铰转角、导管应力和张紧器冲程都是影响隔水管作业窗口的主要因素。②正常钻进工况作业窗口主要受上、下球铰转角限制,连接非钻进及生存工况主要受张紧器冲程和导管接头能力限制。③在一年一遇的海流条件下,风速分别为33.4 m/s与17.5 m/s时,平台最大偏移量为水深的1.6%与3.2%;当平台漂移24.0 m与46.0 m时,平台应急解脱(EDS)必须启动以保证平台漂移距离不超过允许漂移距离的最大值。结论认为,形成的深水钻井隔水管作业窗口分析方法为陵水17-2气田的安全高效钻井提供了技术支撑,对南海复杂海洋环境下深水钻井隔水管设计与工程应用具有重要指导意义。 展开更多
关键词 陵水17-2气田 深水 水管 作业窗口 平台
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无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析 被引量:11
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作者 彭齐 樊洪海 +4 位作者 纪荣艺 赖敏斌 周号博 刘劲歌 付随艺 《石油机械》 2015年第8期73-77,共5页
无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用,分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明,层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量... 无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用,分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明,层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量增大均缓慢增加,而过渡流和紊流下循环压耗随排量增加的速度较快;RMR无隔水管钻井系统在钻井过程中存在一个临界排量,只有泵排量不小于临界排量才能够保证井筒循环的连续性;钻遇浅部地层时井筒压力中还是钻井液液柱压力起主导作用,循环压力的影响相对较小。研究内容可为我国开展深水无隔水管钻井提供一定的技术支持。 展开更多
关键词 无隔水管 浅部地层 循环压耗 临界排量
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无隔水管钻井当量循环密度计算模型 被引量:6
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作者 江文龙 樊洪海 +1 位作者 纪荣艺 刘玉含 《石油机械》 北大核心 2019年第6期61-66,72,共7页
关于无隔水管钻井在钻柱未充满工况下的井筒温度和压力模型还未见报道。鉴于此,推导了保证无隔水管钻井钻柱内充满钻井液的最低海面泵排量(零立压排量)的计算公式。针对钻柱未充满工况,建立了无隔水管钻井稳态温度计算模型,并在考虑温... 关于无隔水管钻井在钻柱未充满工况下的井筒温度和压力模型还未见报道。鉴于此,推导了保证无隔水管钻井钻柱内充满钻井液的最低海面泵排量(零立压排量)的计算公式。针对钻柱未充满工况,建立了无隔水管钻井稳态温度计算模型,并在考虑温度和压力对钻井液密度影响规律的基础上建立了当量循环密度( ECD )计算模型。研究结果表明:零立压排量随水深增加而增加,随井深增加而减小;水深越大,相同排量下的平衡液面深度距平台越远;深水无隔水管钻井的井筒温度变化规律与陆上井筒温度变化规律一致,但温度要低很多,因此井底压力和 ECD 变化也较小;由于深水井高温高压窄密度窗口的特点,所以计算井底压力和 ECD 时需要考虑温度模型。研究结果对无隔水管钻井水力参数的确定具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 无隔水管 零立压排量 平衡液面 稳态温度 底压力 ECD
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深水钻井隔水管连接作业窗口分析 被引量:46
6
作者 鞠少栋 畅元江 +3 位作者 陈国明 刘秀全 许亮斌 王荣耀 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期105-110,共6页
采用通用组合确定准则和非线性搜索方法研究深水钻井隔水管连接作业窗口,建立隔水管-井口-导管整体有限元分析模型,并以钻井平台偏移值、表面海流流速和伸缩节冲程组合参数形式确定隔水管连接作业窗口。研究表明,隔水管钻井窗口总体上... 采用通用组合确定准则和非线性搜索方法研究深水钻井隔水管连接作业窗口,建立隔水管-井口-导管整体有限元分析模型,并以钻井平台偏移值、表面海流流速和伸缩节冲程组合参数形式确定隔水管连接作业窗口。研究表明,隔水管钻井窗口总体上呈倒锥形:表面海流流速较小时(小于1.0 m/s),钻井窗口主要受底部挠性接头转角的影响,顺流方向海流流速增加会增大底部挠性接头转角,减小允许的平台最大偏移值,逆流方向相反;当表面海流流速超过1.0 m/s时,钻井窗口主要受顶部挠性接头转角的影响,此时在逆流方向海流流速增加会显著增大顶部挠性接头转角,导致钻井窗口迅速缩小。隔水管连接非钻井和启动脱离程序窗口主要受导管最大等效应力限制,随海流流速增大向逆流方向偏移。另外,通过对隔水管连接作业窗口影响因素进行分析,可知适当提高顶张力和降低钻井液密度可有效扩展隔水管的钻井窗口。 展开更多
关键词 深水 水管 窗口 连接非窗口 启动脱离程序窗口
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超深水钻井隔水管设计影响因素 被引量:38
7
作者 畅元江 陈国明 +1 位作者 许亮斌 刘健 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期523-528,共6页
超深水钻井隔水管设计的影响因素主要为环境因素与作业因素,前者主要包括水深、波浪、海流,后者主要包括钻井液密度、脱离后隔水管系统悬挂模式、浮力块分布、涡激抑制设备等。系统总结了超深水钻井隔水管设计影响因素,研究了各因素影... 超深水钻井隔水管设计的影响因素主要为环境因素与作业因素,前者主要包括水深、波浪、海流,后者主要包括钻井液密度、脱离后隔水管系统悬挂模式、浮力块分布、涡激抑制设备等。系统总结了超深水钻井隔水管设计影响因素,研究了各因素影响隔水管设计的机理,定性或定量分析了各因素对隔水管设计的影响。研究表明,水深和海流是隔水管设计最显著的影响因素,水深增加导致隔水管材料、结构、配置产生重大变化,海流导致隔水管产生涡激疲劳,并增加隔水管下放与收回的难度。悬挂模式影响隔水管系统的浮力系数和浮力块分布,涡激抑制设备造成隔水管作业困难,钻井液密度影响隔水管的有效张力和底部球铰转角进而影响隔水管系统的稳定性。相关结论可为超深水钻井隔水管设计、配置、作业、管理提供参考。 展开更多
关键词 超深水 水管 设计 影响因素
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深水钻井隔水管与防喷器紧急脱离后的反冲响应分析 被引量:23
8
作者 张磊 畅元江 +2 位作者 刘秀全 刘康 陈黎明 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期25-30,共6页
深水钻井中,若底部隔水管总成与防喷器紧急脱离,隔水管会反冲,易导致钻井事故。为了解隔水管紧急脱离后的反冲响应规律,分析了隔水管反冲产生的原因及反冲响应过程,明确了隔水管反冲响应的机理和关键影响因素。在此基础上,建立了隔水管... 深水钻井中,若底部隔水管总成与防喷器紧急脱离,隔水管会反冲,易导致钻井事故。为了解隔水管紧急脱离后的反冲响应规律,分析了隔水管反冲产生的原因及反冲响应过程,明确了隔水管反冲响应的机理和关键影响因素。在此基础上,建立了隔水管张紧器及钻井液下泄分析模型,以探究张紧力随活塞冲程变化的规律及钻井液下泄时作用在隔水管上的摩擦力随时间变化的规律。综合考虑各关键影响因素,基于ANSYS有限元分析软件,建立了隔水管反冲响应分析模型,并以1 500m水深钻井中的隔水管为例,计算、分析了不同紧急脱离时刻和顶部张紧力条件下的反冲响应。分析结果表明,与防喷器紧急脱离后,隔水管在顶部张紧力作用下加速向上反冲,伸缩节冲程减小。研究认为,紧急脱离的时间与顶部张紧力的大小对隔水管反冲响应有重要影响,因此应合理选择紧急脱离时刻和顶部张紧力,以保证紧急脱离条件下深水钻井隔水管系统的作业安全。 展开更多
关键词 深水 水管 防喷器 张紧器 反冲
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海洋深水钻井隔水管变形及载荷分布规律研究 被引量:12
9
作者 石晓兵 郭昭学 +3 位作者 聂荣国 陈平 周俊昌 罗平亚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期88-90,共3页
随着海洋油气钻井向深水领域发展 ,钻井隔水管的受力越来越复杂 ,随着水深的增加 ,钻井隔水管的力学分析显得越来越重要。为此 ,文章建立了深水钻井时在海流、波浪等海洋环境载荷的作用下 ,隔水管静态分析及动力学分析的三维有限元力学... 随着海洋油气钻井向深水领域发展 ,钻井隔水管的受力越来越复杂 ,随着水深的增加 ,钻井隔水管的力学分析显得越来越重要。为此 ,文章建立了深水钻井时在海流、波浪等海洋环境载荷的作用下 ,隔水管静态分析及动力学分析的三维有限元力学模型 ,在研究中 ,考虑了隔水管在外载作用下的小应变大变形和轴向力影响的特点 ,引入了非线性理论 ,因而计算结果更加符合实际情况。考虑了隔水管所受的三维载荷 ,对深水钻井隔水管的变形及载荷分布规律进行了计算分析。对于深水钻井隔水管 ,水下中间部位的变形最大 ;而在隔水管靠近水面的位置 ,其弯曲载荷最大 ,而现场隔水管失效事故也恰好证实了此研究结果 ,揭示了深水钻井隔水管失效的力学机理。在弯曲载荷大的位置 ,应特别注意隔水管的强度问题。文章还分析了风浪流速度、波浪周期。 展开更多
关键词 深水 海洋 水管 载荷分布 波浪周期 波高
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深水钻井隔水管顶张力计算方法 被引量:22
10
作者 杨进 孟炜 +3 位作者 姚梦彪 高德利 周波 许云锦 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期107-110,共4页
通过隔水管受力分析,提出了既能保证隔水管稳定性又能满足底部过提力要求的深水钻井隔水管顶张力计算方法,以南中国海某超深水井为例对其进行验证,并与两种常用计算方法进行了对比。基于管柱力学原理,分析了真实轴向力与有效轴向力对隔... 通过隔水管受力分析,提出了既能保证隔水管稳定性又能满足底部过提力要求的深水钻井隔水管顶张力计算方法,以南中国海某超深水井为例对其进行验证,并与两种常用计算方法进行了对比。基于管柱力学原理,分析了真实轴向力与有效轴向力对隔水管力学行为的影响,结果表明:真实轴向力决定隔水管底部对隔水管总成的拉力,有效轴向力决定隔水管稳定性。通过隔水管在内、外压作用下的受力分析,建立相应的力学模型,推导出新的顶张力计算方法,弥补了美国石油协会(API)算法和法国石油学院算法的不足。现场应用实例分析结果表明:采用该方法计算的顶张力设置值与现场实际作业时顶张力值基本一致,且计算结果优于API算法及法国石油学院算法的计算结果,可以用于指导隔水管设计及施工。 展开更多
关键词 深水 水管 顶张力
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基于钻井工况和海洋环境耦合作用下的隔水管动力学模型 被引量:25
11
作者 刘清友 周守为 +3 位作者 姜伟 柳军 杨秀夫 王国荣 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期6-12,共7页
对于深水和超深水钻井,钻井工况对隔水管动力学行为的影响是一个不可忽视的问题。为此,结合我国自主建造的第一座深水钻井平台——"海洋石油981"钻井平台结构和隔水管系统的实际生产环境,利用最小势能原理,结合泛函求极值方... 对于深水和超深水钻井,钻井工况对隔水管动力学行为的影响是一个不可忽视的问题。为此,结合我国自主建造的第一座深水钻井平台——"海洋石油981"钻井平台结构和隔水管系统的实际生产环境,利用最小势能原理,结合泛函求极值方式在国内外首次建立了基于海洋环境和钻井工况耦合作用下的隔水管系统动力学控制方程,给出了相应的边界条件、求解方法,编制了相应的计算程序,并通过实验验证了该模型的有效性。利用该模型编制了计算程序,分析了钻井工况对隔水管系统的模态及横向振幅的影响。结果表明:钻井液流速对隔水管的振动模态影响不明显;钻杆、顶张力对隔水管横向振幅的影响较为显著,顶张力越大,隔水管横向位移越小,但顶张力过大会增加隔水管的自振频率;钻杆则有可能造成隔水管局部的碰撞破坏。 展开更多
关键词 深水 水管 动力学 自振频率 “海洋石油981”平台
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深水钻井平台-隔水管耦合系统漂移预警界限 被引量:20
12
作者 刘秀全 陈国明 +3 位作者 畅元江 姬景奇 傅景杰 宋强 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期641-646,668,共7页
建立了深水钻井平台-隔水管耦合系统漂移动力学模型,提出了深水钻井平台-隔水管耦合系统漂移预警界限分析方法,并进行了实例分析。分别建立了深水钻井隔水管-井口-导管耦合系统分析模型及平台漂移动力学分析模型,开发了深水钻井平台漂... 建立了深水钻井平台-隔水管耦合系统漂移动力学模型,提出了深水钻井平台-隔水管耦合系统漂移预警界限分析方法,并进行了实例分析。分别建立了深水钻井隔水管-井口-导管耦合系统分析模型及平台漂移动力学分析模型,开发了深水钻井平台漂移动力学求解器。结合实例开展了深水钻井平台-隔水管耦合动力学特性及耦合作用规律分析,阐述了漂移预警界限分析方法。结果表明:平台漂移初始阶段隔水管载荷对平台漂移起促进作用,随着平台漂移位移的增大隔水管逐渐开始抑制平台漂移;平台漂移运动过程中隔水管系统顶部参数响应较快,底部参数响应具有明显的迟滞效应;随着海流流速的增大或水深的减小,深水钻井平台-隔水管耦合系统漂移预警界限减小,应尽早准备和启动隔水管系统底部脱离。 展开更多
关键词 深水 平台 水管 漂移动力学模型 漂移预警界限
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深水钻井气侵溢流发展规律及隔水管气侵监测优势 被引量:14
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作者 许玉强 金衍 +4 位作者 管志川 刘永旺 王晓慧 张波 胜亚楠 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期60-67,共8页
随着石油勘探开发迈向深水超深水,利用隔水管的长度优势、在隔水管底部对气侵进行早期监测的新思路成为研究的热点之一。从深水钻井气侵气体运移的基本规律出发,通过建立深水钻井井筒气液两相流计算模型,分析不同水深、泥线以下深度、... 随着石油勘探开发迈向深水超深水,利用隔水管的长度优势、在隔水管底部对气侵进行早期监测的新思路成为研究的热点之一。从深水钻井气侵气体运移的基本规律出发,通过建立深水钻井井筒气液两相流计算模型,分析不同水深、泥线以下深度、井底压差、地层渗透率等工况下气侵气体的运移规律及其与溢流量的关系。结果表明:对于水深大于800 m、泥线以下深度小于2 800 m、地层渗透率小于50×10^(-3)μm^2的深水钻井,在隔水管底部对气侵进行监测比常规的泥浆池液面监测法更具时效性优势,且水深越深,泥线以下深度越小,地层渗透率越小,井底压差越小,该优势越明显。 展开更多
关键词 深水 气侵溢流 泥浆池增量 气侵早期监测 水管
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深水钻井隔水管“三分之一效应”的发现——基于海流作用下深水钻井隔水管变形特性理论及实验的研究 被引量:15
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作者 周守为 刘清友 +8 位作者 姜伟 毛良杰 杨秀夫 刘正礼 王国荣 黄鑫 石晓兵 付强 柳军 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1-7,共7页
深水钻井隔水管是连接平台和水下井口的关键设施,其在海水中既受到海流等海洋环境的影响,同时也受到各种深水钻井工程因素的影响。深水钻井隔水管的受力和变形规律是深海钻井必须研究的重要理论问题和技术问题,它关系到隔水管的强度及... 深水钻井隔水管是连接平台和水下井口的关键设施,其在海水中既受到海流等海洋环境的影响,同时也受到各种深水钻井工程因素的影响。深水钻井隔水管的受力和变形规律是深海钻井必须研究的重要理论问题和技术问题,它关系到隔水管的强度及其安全可靠性,同时也是隔水管结构设计、张紧力优化以及浮力块配置的依据。文中建立了深水钻井隔水管力学分析理论模型,并以"海洋石油981"平台结构及其钻井参数为基础,自主研制出了世界上首套基于钻井和海洋工况耦合作用下的深水钻井隔水管力学性能实验系统,并在上海交通大学海洋工程国家实验室完成了剪切流作用下的深水钻井隔水管力学性能实验。通过实验研究,发现了剪切流作用下深水钻井隔水管的"三分之一效应",并通过力学模型分析以及材料力学基础理论进一步说明了"三分之一效应",即在剪切流作用下深水钻井隔水管所受最大弯曲载荷在其上端三分之一左右处,所产生的最大变形出现在隔水管上端三分之一偏下位置。该发现对于深水钻井隔水管结构设计、张紧力优化、浮力块配置以及提高深水钻井安全提供了重要的理论支撑,具有重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 深水 剪切流 水管 力学性能实验 '三分之一效应'
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深水钻井隔水管单根寿命管理方法 被引量:11
15
作者 刘秀全 陈国明 +1 位作者 彭朋 畅元江 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2011年第2期40-44,共5页
深水钻井隔水管面临多种失效模式,对隔水管单根寿命进行管理有助于提高隔水管服役的可靠性。基于深水钻井隔水管系统完整性管理流程,提出了隔水管单根寿命管理方案:根据隔水管事故统计结果识别深水钻井隔水管的主要失效模式;建立隔水管... 深水钻井隔水管面临多种失效模式,对隔水管单根寿命进行管理有助于提高隔水管服役的可靠性。基于深水钻井隔水管系统完整性管理流程,提出了隔水管单根寿命管理方案:根据隔水管事故统计结果识别深水钻井隔水管的主要失效模式;建立隔水管单根失效风险矩阵,详细阐述深水钻井隔水管单根失效概率分析和失效后果分析的过程及方法;最后确定隔水管单根的检测要求、检测方法与维修方法。 展开更多
关键词 深水 水管 寿命 风险分析
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海洋深水钻井隔水管动力分析 被引量:7
16
作者 石晓兵 郭昭学 +3 位作者 聂荣国 周俊昌 陈平 罗平亚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期81-83,10-11,共3页
随着海洋油气钻井向深水领域发展 ,钻井隔水管的受力越来越复杂 ,随着水深的增加 ,钻井隔水管的动力学分析显得越来越重要。文章考虑了隔水管所受的三维载荷 ,运用有限元法 ,采用三维动力学模型对深水钻井隔水管的动力特性进行了计算分... 随着海洋油气钻井向深水领域发展 ,钻井隔水管的受力越来越复杂 ,随着水深的增加 ,钻井隔水管的动力学分析显得越来越重要。文章考虑了隔水管所受的三维载荷 ,运用有限元法 ,采用三维动力学模型对深水钻井隔水管的动力特性进行了计算分析。研究表明 ,顶部张力对隔水管的自振频率影响明显 ,随着顶部张力的增大 ,隔水管的自振频率增大 ;深水隔水管常规使用下的高阶频率与常见海浪频率接近 ,在设计和施工中应特别注意。调节隔水管顶部张力可在一定范围内改变隔水管系统的自振频率 ,以避开与海浪产生共振的频率。 展开更多
关键词 深水 水管 有限元法 动力分析
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钻井隔水管接头技术现状与发展建议 被引量:18
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作者 闫永宏 王定亚 +3 位作者 邓平 畅元江 何鸿 肖锐 《石油机械》 北大核心 2008年第9期159-162,共4页
钻井隔水管接头是海洋钻井隔水管系统的关键部件之一,具有连接隔水管串、固定辅助管线、隔离管内外高压钻井液和海水等多种用途。从钻井隔水管接头的结构特点和使用性能上,介绍了国外钻井隔水管接头的主要技术现状,并从MR—6HSE型隔水... 钻井隔水管接头是海洋钻井隔水管系统的关键部件之一,具有连接隔水管串、固定辅助管线、隔离管内外高压钻井液和海水等多种用途。从钻井隔水管接头的结构特点和使用性能上,介绍了国外钻井隔水管接头的主要技术现状,并从MR—6HSE型隔水管接头、CLIP隔水管接头及采用轻质合金材料的隔水管接头几个方面阐述了国外近几年在钻井隔水管接头方面的技术进步。最后对国内隔水管接头技术发展提出了一些建议,指出国内在隔水管接头的研究中应加强技术合作,跟踪国际先进技术,同时还要依托重大工程项目,实现自主创新。 展开更多
关键词 海洋 水管 接头 技术现状 发展建议
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海洋钻井隔水管浮力块配置方法 被引量:8
18
作者 王耀锋 王定亚 +2 位作者 任克忍 陈才虎 肖锐 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2011年第6期35-38,共4页
浮力块是钻井隔水管系统的重要部件,能改善钻井隔水管的性能。但是如何配置浮力块,对隔水管张力器的张力、钻井隔水管在海洋深水条件下的应用等都有很大影响。目前国内外对于钻井隔水管浮力块配置方法的研究较少,因此,进一步研究其配置... 浮力块是钻井隔水管系统的重要部件,能改善钻井隔水管的性能。但是如何配置浮力块,对隔水管张力器的张力、钻井隔水管在海洋深水条件下的应用等都有很大影响。目前国内外对于钻井隔水管浮力块配置方法的研究较少,因此,进一步研究其配置方法很有必要。首先,介绍了目前国内外海洋钻井隔水管浮力块配置的基本经验;然后,以我国南海某海域500m水深为例,采用ABAQUS有限元软件,讨论了海洋钻井隔水管浮力块的配置方法,拟定了5种浮力块配置方案,并对其进行了详细的计算分析。结果表明:拟定的方案2和方案3为较优方案;与波浪力相比,海流力对隔水管动力学响应特性的影响更大;浮力块安装位置不同,对隔水管横向变形、等效应力、弯矩和底部柔性接头转角等力学响应的影响很大。建议:在适当位置配置厚壁隔水管以降低其局部等效应力;浮力块的安装位置应避开海流流速最大位置;研制钻井隔水管分析系统软件,实现多个有限元软件的联合调用,以提高分析效率和准确性。 展开更多
关键词 海上 水管 浮力块 配置方法
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深水钻井隔水管三维涡激振动理论模型 被引量:7
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作者 付强 毛良杰 +1 位作者 周守为 王国荣 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期106-114,共9页
隔水管作为深水钻井的关键设备,国内外均对其涡激振动开展了大量的理论与实验研究,但都主要针对隔水管在横向的涡激振动,并没有考虑隔水管同时受到横向以及流向的耦合作用。为此,利用旋涡动力学理论,建立了同时考虑流向静态变形以及流... 隔水管作为深水钻井的关键设备,国内外均对其涡激振动开展了大量的理论与实验研究,但都主要针对隔水管在横向的涡激振动,并没有考虑隔水管同时受到横向以及流向的耦合作用。为此,利用旋涡动力学理论,建立了同时考虑流向静态变形以及流向与横向耦合作用下的深水钻井隔水管三维涡激振动理论模型,采用有限单元法结合Newmark-β法对模型进行求解,并在深水试验池开展了相似实验对模型进行验证,编制了计算分析程序,模拟了不同海流流速下隔水管涡激振动模态以及三维空间形态,探索了三维空间下隔水管涡激振动响应机理。模拟结果表明:①随着表面流速的增大隔水管横向以及流向的振动模态分别增大,且流向振动模态阶次大于横向振动模态阶次,横向振动幅值远大于流向振动幅值;②隔水管流向的静态变形远大于流向涡激振动变形,流向的变形形态主要受静态变形的影响;③隔水管在横向以及流向涡激振动耦合作用下,空间形态变得扭曲,在进行隔水管组合配置设计时应该同时考虑来自横向和流向的影响。 展开更多
关键词 涡激振动 横向振动 流向振动 振动模态 深水 水管 三维
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基于反冲响应的深水钻井隔水管张紧力计算方法 被引量:8
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作者 刘秀全 李家仪 +3 位作者 任克忍 许亮斌 畅元江 宋强 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期47-51,共5页
张紧力是深水钻井隔水管系统作业的安全的关键因素,尤其对隔水管系统紧急脱离作业安全影响显著,但目前的隔水管张紧力设计方法(包括API算法、底部残余张力算法以及下放最大钩载算法)均未考虑隔水管系统的反冲问题。为此,基于隔水管系统... 张紧力是深水钻井隔水管系统作业的安全的关键因素,尤其对隔水管系统紧急脱离作业安全影响显著,但目前的隔水管张紧力设计方法(包括API算法、底部残余张力算法以及下放最大钩载算法)均未考虑隔水管系统的反冲问题。为此,基于隔水管系统反冲响应,确定了隔水管张紧力设计准则,提出了张紧力修正API算法及计算流程,并通过实例分析验证了修正API算法的可行性。研究结果表明,修正API算法可为隔水管系统提供合理的张紧力,改善了隔水管紧急脱离反冲过程中的隔水管底部总成位移、张紧器冲程以及有效张力波动范围,从而提高了紧急脱离后隔水管系统的安全性,有效保证了深水钻井隔水管系统紧急脱离作业的安全。 展开更多
关键词 深水 水管 张紧力 反冲响应
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