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基于小波包变换的顶张力立管损伤识别
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作者 李效民 张成强 +1 位作者 李福恒 李国顺 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期220-227,共8页
为了能快速准确定位顶张力立管(top tension riser,TTR)的损伤位置,避免立管损伤对经济和环境造成的危害。基于小波包变换提出了一种TTR损伤识别方法,通过分析TTR损伤前后的加速度动态响应,提取其中所包含的结构随损伤演变的相关信息作... 为了能快速准确定位顶张力立管(top tension riser,TTR)的损伤位置,避免立管损伤对经济和环境造成的危害。基于小波包变换提出了一种TTR损伤识别方法,通过分析TTR损伤前后的加速度动态响应,提取其中所包含的结构随损伤演变的相关信息作为损伤特征。首先,采用小波包分解将立管振动加速度信号分解为不同频段的小波包分量;然后,计算各子频带的小波包能量并求和,利用二阶差分法求得小波包能量曲率。通过降低单元弹性模量的方法模拟损伤,将损伤前后的能量曲率差值作为立管损伤识别和定位的指标。针对具有不同损伤场景的TTR仿真模型开展研究,分析了噪声干扰、单元划分与局部质量变化对该方法损伤定位效果的影响。结果表明,该方法能提供准确的立管损伤位置,对噪声的影响具有一定的抗干扰能力,并且不受单元划分的影响,对立管局部质量变化不敏感。 展开更多
关键词 顶张力立管(ttr) 小波包能量曲率差 损伤模拟 损伤识别
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顶张力立管流致振动及碰撞实验研究
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作者 李效民 赵承杰 +3 位作者 顾洪禄 李福恒 郭海燕 初壮 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期140-151,共12页
针对顶张力立管在不同布置形式下的流致振动以及立管碰撞响应问题,本文对不同间距S下串联和并联布置顶张力立管进行了试验研究。试验基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)应变传感器采集的立管弯曲应变数据,采用模态叠加法重构... 针对顶张力立管在不同布置形式下的流致振动以及立管碰撞响应问题,本文对不同间距S下串联和并联布置顶张力立管进行了试验研究。试验基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)应变传感器采集的立管弯曲应变数据,采用模态叠加法重构立管位移响应,并对立管未碰撞和碰撞时的位移响应和频率响应特性进行了详细分析。结果表明:并联布置的立管流致振动轨迹不对称,且紧密排列时立管横流向位移增大,同时碰撞概率增加,而串联布置的上游立管在横流向上的最大位移小于下游立管;立管碰撞时,碰撞力及频率振幅变化规律受到立管间距和流速的双重影响;在S=3D(D为立管外径)时,碰撞力随着流速的增大而减小,而在S=2D时,碰撞力的大小随着流速的增大而增大;横流向频率振幅在碰撞前后的变化同管距S和流速均相关,而顺流向频率振幅则与流速正相关。 展开更多
关键词 顶张力立管 涡激振动 流致振动 碰撞响应 碰撞力
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深水油气开采用海洋立管研究进展与展望 被引量:1
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作者 王潇 韩伟 +6 位作者 李拔 翁宇庆 贾书君 刘清友 张赢 王雪 曹宇曦 《中国工程科学》 北大核心 2025年第2期123-136,共14页
海洋立管作为连接海洋平台和海底管道的关键装备,是深水油气开采全系统中重要而又薄弱的环节,事关海洋石油工业高质量发展;在深水油气资源开发受到广泛关注的时代背景下,系统梳理深水油气开采用海洋立管的研究与应用情况并前瞻未来发展... 海洋立管作为连接海洋平台和海底管道的关键装备,是深水油气开采全系统中重要而又薄弱的环节,事关海洋石油工业高质量发展;在深水油气资源开发受到广泛关注的时代背景下,系统梳理深水油气开采用海洋立管的研究与应用情况并前瞻未来发展,兼具理论研究和工程实践参考价值。本文从抗疲劳、耐腐蚀两方面分析了深水油气开采用海洋立管的严苛服役性能要求,针对钻井隔水管、钢悬链立管、张力腿平台筋腱立管3种最为典型且应用广泛的海洋立管形式,综述了相应研究现状,比对了国内外相关产品的差距并展望了对应的发展方向。整体上,深水油气开采用海洋立管作为高风险、高难度、高附加值的石油钻采装备,制造工艺复杂、技术含量高,相关核心材料和技术一直被国外企业垄断;国产海洋立管材料存在强度波动大、断裂韧性低、抗疲劳能力不足等问题,难以全面满足严苛复杂的海洋服役条件,制约了我国海洋石油工业的发展水平。亟需系统布局,引导上下游企业与高校、科研院所联合开展相关产品的基础研发与工程应用研究,加快实施海洋立管制造全产业链的协同创新。 展开更多
关键词 海洋立管 钻井隔水管 钢悬链立管 张力腿平台筋腱立管 抗疲劳 耐腐蚀
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深海TTR立管涡激-参激耦合振动特性 被引量:5
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作者 桑松 褚兆飞 +4 位作者 曹爱霞 董自鑫 董晋奇 杨纯 刘滕飞 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1823-1832,共10页
针对深海立管在参数激励与涡激振动联合作用下的响应分析问题,本文基于复杂梁弯曲理论和尾流振子方程,提出深海顶张力立管的涡激-参激耦合振动模型。采用Newmark-β法求解系统响应,根据有限元理论和模型求解的数值计算原理,采用Matlab... 针对深海立管在参数激励与涡激振动联合作用下的响应分析问题,本文基于复杂梁弯曲理论和尾流振子方程,提出深海顶张力立管的涡激-参激耦合振动模型。采用Newmark-β法求解系统响应,根据有限元理论和模型求解的数值计算原理,采用Matlab软件编制深海顶张力立管涡激-参激耦合振动响应程序DRPVR,对四阶振动方程进行求解,研究结果表明:参数激励频率的变化导致立管横流向振幅、振型变化明显,同时在涡激-参激耦合作用下阶梯流振动频率远高于剪切流。 展开更多
关键词 顶张力立管 涡激振动 参数激励 尾流阵子 有限元 NEWMARK-Β法
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基于结构应力的张紧式立管波致疲劳可靠性研究
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作者 贾鲁生 张龙 +1 位作者 付丽宁 赵天奉 《中国海上油气》 北大核心 2025年第5期193-203,共11页
顶部张紧式立管(TTR)作为海洋油气生产的关键装备,其环焊缝在复杂波浪载荷作用下易发生疲劳损伤,现有的疲劳可靠性分析方法存在模态关联不足、S-N曲线选型困难等问题。提出了一种适用于波浪谱激励的TTR环焊缝多轴频域疲劳可靠性分析模型... 顶部张紧式立管(TTR)作为海洋油气生产的关键装备,其环焊缝在复杂波浪载荷作用下易发生疲劳损伤,现有的疲劳可靠性分析方法存在模态关联不足、S-N曲线选型困难等问题。提出了一种适用于波浪谱激励的TTR环焊缝多轴频域疲劳可靠性分析模型,能有效解决传统方法的局限性。该方法首先基于Pierson-Moskowitz谱建立线性化的波浪力谱,进而结合模态动力学分析实现立管环焊缝的结构应力功率谱的构建;随后,结合PDMR多轴疲劳准则及主S-N曲线构建了立管环焊缝的疲劳极限状态函数,并分别采用一次二阶矩法(FOSM)和蒙特卡洛法(MCS)对模型精度进行验证;最后,分析并计算了多海况下立管环焊缝的疲劳可靠度指标及失效概率。研究结果表明:立管前10阶模态为响应主导模态,第4、6、8阶模态响应最显著,多模态叠加会加剧疲劳损伤;距离顶部16 m处焊缝的疲劳可靠度指标最小(1.72),失效概率为0.043,水下井口连接位置焊缝可靠度指标为2.17,失效概率0.0151。基于等效结构应力和主S-N曲线的极限状态函数形式简洁,模型精度满足工程要求。研究成果为海洋结构物焊缝疲劳可靠性分析提供了新方法,对提升TTR设计安全性具有重要工程价值。 展开更多
关键词 顶部张紧式立管(ttr) 环焊缝 谱疲劳 模态结构应力 主S-N曲线 可靠性研究
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非粘结柔性立管轴拉响应特性数值方法研究
6
作者 刘庆升 曲中源 +2 位作者 陈峰 倪俊芳 王刚 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1412-1419,共8页
非粘结柔性立管因几何复杂、层间具非线性接触机制,其结构响应计算复杂耗时,且材料非线性与大变形致使非线性分析难收敛。本文提出了在轴向张力载荷下使用8层和5层三维有限元模型进行轴向响应特性研究的解析方法和数值方法。在5层模型中... 非粘结柔性立管因几何复杂、层间具非线性接触机制,其结构响应计算复杂耗时,且材料非线性与大变形致使非线性分析难收敛。本文提出了在轴向张力载荷下使用8层和5层三维有限元模型进行轴向响应特性研究的解析方法和数值方法。在5层模型中,将4个内层(骨架层、内护套层、抗压铠装层和防摩擦层)由一个等效的复合材料层代替,该等效层具有与内部4层相似的力学性能,并通过简化层间的相互作用来提高非线性分析效率,使用Abaqus显式求解器和隐式求解器对比验证了简化模型与全模型轴向响应特性,与试验结果偏差分别为14.08%和9.08%,显示出良好的一致性;考虑材料的弹塑性计算极限抗拉强度,给出了抗拉铠装层在轴向张力作用下的极限承载力为631.16 kN;简化模型不仅在计算效率上具有优势,而且能够更真实地反映非粘结柔性立管在实际工作条件下的行为,对于工程设计和安全评估具有重要的实际意义。 展开更多
关键词 非粘结柔性立管 抗拉铠装层 轴向张力 结构响应 简化模型 非线性分析 抗拉强度 有限元模型
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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 深水钻井 隔水管 张紧器 紧急解脱 反冲控制
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CT-Spar平台及其系泊与立管系统优化
8
作者 孙洁莹 丁磊 王逸飞 《船海工程》 北大核心 2024年第4期101-106,共6页
以CT-Spar平台及其系泊与立管系统为对象,识别出平台垂荡板数目、张紧式系泊缆预张力、钢悬链线立管上浮子位置及浮力大小为CT-Spar平台-系泊-立管系统设计时的关键参数。基于SESAM运用频域分析、时域耦合分析等手段,以系统运动响应及... 以CT-Spar平台及其系泊与立管系统为对象,识别出平台垂荡板数目、张紧式系泊缆预张力、钢悬链线立管上浮子位置及浮力大小为CT-Spar平台-系泊-立管系统设计时的关键参数。基于SESAM运用频域分析、时域耦合分析等手段,以系统运动响应及受力为指标,对这些关键参数进行分析与优化,结果表明,垂荡板数目由4调整为3、张紧式系泊缆预张力为1800 kN、3600 kN的浮子安装在距钢悬链线立管距顶端悬垂长度段的60%处的参数设计是适应1500 m深海风-浪-流复杂动力环境的优选方案。对该方案在极端动力条件及平台系统部分破损状态下进行时域耦合分析,发现该方案也能满足石油平台安全相关规范要求,并显著改善系泊缆、立管受力状态。 展开更多
关键词 CT-Spar平台 垂荡板 张紧式系泊 钢悬链线立管 浮子
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基于小波变换的顶张力立管涡激振动规律实验研究 被引量:26
9
作者 张永波 郭海燕 +1 位作者 孟凡顺 刘晓春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期149-154,185,共7页
为研究顶张力立管在海流作用下的涡激振动规律,在大型波浪流水槽中进行涡激振动模型实验。实验中立管竖直固定于实验支架上,外部承受不同速度的流体作用,上端施加变化的顶张力。立管模型上均匀布置六个测点,根据每个测点布置的两个应变... 为研究顶张力立管在海流作用下的涡激振动规律,在大型波浪流水槽中进行涡激振动模型实验。实验中立管竖直固定于实验支架上,外部承受不同速度的流体作用,上端施加变化的顶张力。立管模型上均匀布置六个测点,根据每个测点布置的两个应变计,分别测得来流向和横向两个方向振动响应。通过小波变换方法对实验数据进行时间频域分析,得到立管涡激振动频率和振动幅值以及来流向与横向的耦合振动规律,考察顶张力变化对立管自振频率以及涡激振动的影响。 展开更多
关键词 顶张力立管 涡激振动 模型实验 小波变换
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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
10
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 深水钻井 隔水管 防喷器 张紧器 反冲 钻井液
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深水钻井隔水管顶张力计算方法 被引量:22
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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 深水钻井 隔水管 顶张力
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基于向量式有限元的深水顶张力立管动力响应分析 被引量:8
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作者 李效民 张林 +2 位作者 牛建杰 韩永庆 郭海燕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期218-223,共6页
向量式有限元法亦称有限质点法是以向量式力学与数值计算为基础的一种结构行为分析的创新性方法。该方法将结构离散为一系列质点的集合,质点间采用单元连接,单元没有质量,只承受内力,质点的运动则直接采用牛顿第二定律来表达,采用中央... 向量式有限元法亦称有限质点法是以向量式力学与数值计算为基础的一种结构行为分析的创新性方法。该方法将结构离散为一系列质点的集合,质点间采用单元连接,单元没有质量,只承受内力,质点的运动则直接采用牛顿第二定律来表达,采用中央差分的显式积分法求解质点群各时刻运动方程。首次将该方法应用于顶张力立管的动力行为分析中,采用平面弯曲杆件元模拟质点间的相互作用力,推导了立管质点运动公式,编制相应Matlab求解程序,计算了立管在海流、波浪作用下的动力响应特性并与基于传统有限元法的结果进行了对比分析,表明该方法在立管行为分析中的正确和有效性,并指出了该方法在处理其它立管形式行为分析中的优势。 展开更多
关键词 向量式有限元(VFIFE) 有限元法(FEM) 向量式力学 顶张力立管(ttr)
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考虑浮体升沉及张紧环运动深海立管固有振动特性研究 被引量:13
13
作者 邵卫东 唐友刚 +1 位作者 樊娟娟 张若瑜 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2012年第2期8-13,共6页
研究深海顶张力立管(TTR)的固有振动特性。通过考虑两种不同的分析模型,研究沿水深变化的轴力以及张紧环运动对于立管固有振动频率和振型的影响。考虑立管顶端动边界条件及立管轴力随水深变化,提出了计算深水顶张力立管固有振动频率的方... 研究深海顶张力立管(TTR)的固有振动特性。通过考虑两种不同的分析模型,研究沿水深变化的轴力以及张紧环运动对于立管固有振动频率和振型的影响。考虑立管顶端动边界条件及立管轴力随水深变化,提出了计算深水顶张力立管固有振动频率的方法,给出考虑浮体升沉及张紧环运动时顶张力立管的固有振动特性。结果表明,考虑变轴力和张紧环的影响是计算立管固有频率需要考虑的;立管浮体的运动,导致立管频率显著变化,从而改变立管的共振特性。 展开更多
关键词 顶张力立管 振动频率 张紧环 张紧器
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顶张式立管液压气动式张紧器的数值模拟 被引量:3
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作者 陈柏全 余杨 +3 位作者 余建星 徐立新 吴晨 康煜媛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期85-91,共7页
综合考虑液压气柱的张力-冲程非线性关系以及平台-张紧器-立管之间的运动耦合关系,建立带液压气动式张紧器的顶张式立管有限元分析模型。为了更加符合工程实际,该模型中考虑了立管的真实截面布置以及采油树的作用。对4种张紧器模型,即... 综合考虑液压气柱的张力-冲程非线性关系以及平台-张紧器-立管之间的运动耦合关系,建立带液压气动式张紧器的顶张式立管有限元分析模型。为了更加符合工程实际,该模型中考虑了立管的真实截面布置以及采油树的作用。对4种张紧器模型,即恒定集中力模型、传统的简化模型、线性弹簧-阻尼模型以及非线性弹簧-阻尼模型进行对比分析。结果表明:恒定集中力模型不能反映立管张力的变化规律,而且立管响应也存在较大差别,故不宜采用;传统的简化模型过高评估了张紧器的张力水平,有可能导致不准确的立管响应评估结果;线性弹簧-阻尼模型可用于环境条件较温和的情况;该研究建立的非线性弹簧-阻尼模型最能反映张紧器的刚度特性,且在极端载荷环境下尤为适用。 展开更多
关键词 顶张式立管 液压气动张紧器 数值模拟 非线性
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深水钻井隔水管紧急脱离后的反冲响应 被引量:16
15
作者 李朝玮 樊洪海 +2 位作者 汪志明 沈维格 王义顷 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2015年第4期121-127,共7页
深水钻井中,在恶劣海况或浮式平台定位失效等情况下,需紧急断开隔水管与水下防喷器的连接。隔水管突然脱离后会加速向上反冲,如果反冲作用控制不当,可能威胁钻井平台、隔水管体和水下井口的安全。介绍了国外隔水管紧急脱离与反冲响应的... 深水钻井中,在恶劣海况或浮式平台定位失效等情况下,需紧急断开隔水管与水下防喷器的连接。隔水管突然脱离后会加速向上反冲,如果反冲作用控制不当,可能威胁钻井平台、隔水管体和水下井口的安全。介绍了国外隔水管紧急脱离与反冲响应的研究情况,分析了隔水管紧急脱离的原因与程序、脱离后的反冲过程、反冲控制方式和成功脱离标准、反冲响应的分析方法。建议:由于南海深水海况复杂,作业者需制定紧急脱离的预案和作业规程,并进行紧急脱离操作培训;由于隔水管紧急脱离后的反冲响应涉及多个非线性瞬态过程,研究者应该开展隔水管紧急脱离测试和反冲响应模拟计算,开发隔水管反冲响应分析软件。 展开更多
关键词 钻井隔水管 紧急脱离 反冲响应 张紧器 钻井液下泄
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内流对顶张力立管动力响应影响分析(英文) 被引量:6
16
作者 李效民 郭海燕 孟凡顺 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第9期1021-1030,共10页
文章分析了内流对顶张力立管在波浪和海流激励下的动力响应的影响。考虑内部流动流体的动能采用功能原理建立了立管的运动控制方程。然后采用伽辽金有限元法得到了非线性矩阵方程,并在时域内编制了相应的求解程序。最后对立管的动力特... 文章分析了内流对顶张力立管在波浪和海流激励下的动力响应的影响。考虑内部流动流体的动能采用功能原理建立了立管的运动控制方程。然后采用伽辽金有限元法得到了非线性矩阵方程,并在时域内编制了相应的求解程序。最后对立管的动力特性和动力响应进行了详细分析,主要分析了内流等对其的影响。结果发现内流对动力响应有重大影响,其影响在分析中不可忽略。 展开更多
关键词 顶张力立管 内流 动力响应
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基于AMESim的平台隔水管张紧器建模与仿真研究 被引量:12
17
作者 张磊 畅元江 +2 位作者 刘秀全 刘康 杨焕丽 《石油机械》 北大核心 2013年第12期38-42,共5页
在简要介绍深水平台隔水管张紧器结构和工作原理之后,通过分析张紧器气体状态参数变化规律、液压管线压降及液压缸内摩擦力,得到张紧力及张紧器刚度计算公式。以建立的数学模型为基础,基于AMESim软件建立张紧器仿真模型,并以国外一种直... 在简要介绍深水平台隔水管张紧器结构和工作原理之后,通过分析张紧器气体状态参数变化规律、液压管线压降及液压缸内摩擦力,得到张紧力及张紧器刚度计算公式。以建立的数学模型为基础,基于AMESim软件建立张紧器仿真模型,并以国外一种直接作用式张紧器为例进行实例计算,研究不同参数对张紧器性能的影响。研究结果表明,张紧力随活塞冲程的变化是非线性的,但线性化的张紧力变化曲线与非线性变化曲线基本一致,张紧器的特性类似线性弹簧;高压气体体积和压力对张紧力和张紧器刚度变化起主要作用,增大空气瓶体积不影响张紧器活塞零冲程位置的张紧力,但可以减小张紧器刚度并减缓刚度随活塞冲程的变化,增加张紧力的稳定性。 展开更多
关键词 隔水管 张紧器 AMESIM 张紧力 刚度 数学模型 仿真分析
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深水钻井平台-张紧器-隔水管耦合系统动力学特性分析 被引量:13
18
作者 张慎颜 刘秀全 +3 位作者 畅元江 马秀梅 刘康 陈国明 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期123-130,共8页
为精确预测隔水管系统动力学响应,解决传统分析方法中边界简化处理的问题,建立平台-张紧器-隔水管耦合动力学模型,充分考虑张紧器系统的非线性刚度变化以及平台、张紧器和隔水管的多体耦合连接方式,研究多体耦合系统中隔水管系统静态和... 为精确预测隔水管系统动力学响应,解决传统分析方法中边界简化处理的问题,建立平台-张紧器-隔水管耦合动力学模型,充分考虑张紧器系统的非线性刚度变化以及平台、张紧器和隔水管的多体耦合连接方式,研究多体耦合系统中隔水管系统静态和动态响应特性,揭示平台-张紧器-隔水管耦合作用规律。结果表明:在隔水管系统静态分析中,张紧器系统能提供抑制隔水管系统偏移并减小隔水管系统弯矩的横向作用力;在隔水管系统动态分析中,张紧器系统对平台垂荡运动的传递具有明显的缩小效应;平台做纵摇运动时,有、无张紧器系统对隔水管系统偏移位置影响较大,对隔水管系统的运动幅值影响较小;平台-张紧器-隔水管耦合动力学模型能精确施加隔水管系统边界条件,更加准确预测隔水管系统的动力学响应。 展开更多
关键词 钻井隔水管 张紧器系统 耦合动力学 静态分析 动态分析
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超深水钻井作业隔水管顶张力确定方法 被引量:27
19
作者 鞠少栋 畅元江 +2 位作者 陈国明 许亮斌 殷志明 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2011年第1期100-104,共5页
对于深水和超深水钻井作业,确定钻井隔水管系统顶张力是钻前设计非常重要的工作。研究三种隔水管系统顶张力确定方法,分别是理论方法、基于隔水管系统底部残余张力方法和基于下放隔水管系统的最大钩载方法。算例计算与超深水钻井实践对... 对于深水和超深水钻井作业,确定钻井隔水管系统顶张力是钻前设计非常重要的工作。研究三种隔水管系统顶张力确定方法,分别是理论方法、基于隔水管系统底部残余张力方法和基于下放隔水管系统的最大钩载方法。算例计算与超深水钻井实践对比表明,在相同的隔水管系统配置下,三种方法计算结果都接近于实际钻井作业时的顶张力设定值。但研究认为,基于下放最大钩载的顶张力计算方法简单实用,推荐作为优选方法。 展开更多
关键词 超深水 钻井隔水管 顶张力 确定方法
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海洋立管涡激振动模型的实验验证 被引量:10
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作者 郭海燕 牛建杰 +2 位作者 李效民 张莉 王飞 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期108-115,共8页
考虑内流作用利用功能原理建立顶张力立管涡激振动响应数值模型,采用尾流振子模型模拟涡激振动升力,利用Hermit插值函数将其离散得到立管振动响应的矩阵方程形式,运用Newmark-β法在时域内迭代求解其动力响应。在山东省海洋工程重点实... 考虑内流作用利用功能原理建立顶张力立管涡激振动响应数值模型,采用尾流振子模型模拟涡激振动升力,利用Hermit插值函数将其离散得到立管振动响应的矩阵方程形式,运用Newmark-β法在时域内迭代求解其动力响应。在山东省海洋工程重点实验室进行了阶段流作用下的大长细比海洋立管涡激振动试验,对比数值模拟和试验结果表明该模型对于考虑内流作用的大长细比海洋立管涡激振动响应预报是有效的,为深水立管涡激振动研究提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 内流 大长细比 顶张力立管 涡激振动
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