海洋石油钻井平台高压泥浆系统调试方案及数值模拟研究

作     者：刘顺昌 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李瑞

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：高压泥浆系统调试 高压节流阀 管路 数值模拟 

摘      要：高压泥浆系统是海洋石油钻井平台三大重要系统之一,其运转正常与否直接影响到平台的钻井作业,高压泥浆系统调试是保证钻井平台交付后正常作业的重要调试项目之一。因此,研究高压泥浆系统调试方案及关键技术具有重要意义。本文完成的主要工作如下:(1)研究了国内外船厂采用的高压泥浆系统调试方案,分析了不同方案在调试成本、操作性、可控性等方面存在的弊端,提出了一种新的调试方案,并设计了调试系统的软硬件架构图;(2)采用Fluent对选用的楔形阀进行数值模拟,得到了楔形阀在试验工况下的压力场、速度场、以及温度场云图,并与现场数据进行了对比,研究了网格选取对计算结果的影响;(3)采用Fluent对设计的测试管路系统进行数值模拟,得到了管路在不同工况下的压力场、速度场、速度等值线以及温度场云图,并与现场数据进行了对比;研究表明:(1)高压泥浆系统调试可以采用淡水循环模式,通过高压节流阀调节压力和流量,不仅可以降低调试成本,还能提高安全性与可控性,高压节流阀选用楔形阀为宜;(2)试验过程中流体的压力、速度均在楔形阀可承受范围内,试验过程中会出现低温效应,数值模拟的结果与现场实验数据在偏差允许范围内,模拟结果可信;(3)试验过程中流体的压力、速度均在管路可承受范围内,但试验过程中流体温度较高,数值模拟的结果与现场实验数据在偏差允许范围内,模拟结果可信。