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内流对立管顶张力影响规律的试验研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2015年第1期45卷 102-109页

作者：郭海燕赵伟王飞中国海洋大学工程学院山东青岛266100

通过大长细比海洋立管物理模型试验,研究内流对其顶张力的影响。在不同的外流流速下用电子流量计读出内流流速,用动态电阻应变片测试得到顶端张力;然后直接分析内流对顶张力的影响规律。试验研究表明:内流的增加会使顶张力减小;施加的... 详细信息

通过大长细比海洋立管物理模型试验,研究内流对其顶张力的影响。在不同的外流流速下用电子流量计读出内流流速,用动态电阻应变片测试得到顶端张力;然后直接分析内流对顶张力的影响规律。试验研究表明:内流的增加会使顶张力减小;施加的初始顶张力较大时,内流的影响较小;施加的外流较小时,内流对顶张力的影响较大。

关键词：海洋立管内流顶张力模型试验

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深水钻井隔水管顶张力最优化设计

中国造船 2009年第A11期50卷 20-24页

作者：阮庆陈欢杨胜赵江达海洋石油工程青岛有限公司青岛266520

运用COMSOL软件对深水钻井隔水管进行了系统的分析研究。主要分析了隔水管系统的顶张力、船体位移、泥浆密度和海洋环境载荷（海流速度、波高等）对隔水管变形的影响。并通过这些研究得到的规律，对深水钻井隔水管的顶张力进行最优化设计。

关键词：深水钻井隔水管顶张力 COMSOL

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超深水钻井作业隔水管顶张力确定方法

海洋工程 2011年第1期29卷 100-104页

作者：鞠少栋畅元江陈国明许亮斌殷志明中国石油大学机电工程学院山东东营257061 中海油研究中心北京100027

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... 详细信息

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。

关键词：超深水钻井隔水管顶张力确定方法

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隔水管顶张力对水下井口系统稳定性影响

石油钻采工艺 2018年第A1期40卷 98-100页

作者：周荣鑫周波李磊王昆剑王俊翔杨育铭中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油大学(北京) 中海石油(中国)有限公司天津分公司

海洋深水钻井过程中,隔水管张力器系统提供恒定的顶张力调节隔水管的受力和形变,是保证水下井口系统稳定的关键。综合考虑海流、平台偏移、海底土、顶张力等影响,建立了水下井口系统力学分析模型及水下井口挠曲微分方程,基于理论模型分... 详细信息

海洋深水钻井过程中,隔水管张力器系统提供恒定的顶张力调节隔水管的受力和形变,是保证水下井口系统稳定的关键。综合考虑海流、平台偏移、海底土、顶张力等影响,建立了水下井口系统力学分析模型及水下井口挠曲微分方程,基于理论模型分析了不同顶张力下(张力比:0.9、1.0、1.1、1.2、1.5)隔水管系统的弯矩和横向位移特征,采用力学等效转化的方法,分析了顶张力大小对水下井口稳定性的影响特征。结果显示,水下井口安装到位后,在平台偏移量固定的情况下,轴向载荷顶张力是影响井口稳定的唯一可控因素;提高隔水管顶部张紧力,可以进一步改善隔水管和水下井口的变形和受力状况,在深水现场钻井作业中,基于最小顶张力计算方法,设置1.0~1.5倍张力比有利于提高水下井口系统的稳定性。

关键词：深水顶张力水下井口挠曲方程力学稳定

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海洋顶张力立管的动力响应研究

海洋顶张力立管的动力响应研究

作者：谭淑怡中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

深水资源丰富,开采难度大,对开采设备的性能要求高。立管是连接平台与井口的重要设备,而深水立管处在复杂海洋环境中且长细比大,跨度间不存在任何支撑,可能会发生参激共振和涡激共振,共振会加速立管的疲劳失效。立管一旦破坏会带来严重... 详细信息

深水资源丰富,开采难度大,对开采设备的性能要求高。立管是连接平台与井口的重要设备,而深水立管处在复杂海洋环境中且长细比大,跨度间不存在任何支撑,可能会发生参激共振和涡激共振,共振会加速立管的疲劳失效。立管一旦破坏会带来严重海洋环境污染,也会导致巨额损失。因此研究顶张力立管的动力响应具有重要的实际意义。本文研究的重点是顶张力立管在波浪、流以及浮式平台运动等复杂环境载荷及内载荷作用下的动力特性,分析影响立管系统涡激振动的因素及分析顶张力立管的动力响应,为工程设计提供理论依据。首先建立与求解立管运动控制方程。介绍了顶张力立管所受的海洋载荷及其计算方法,通过合理的假设及边界条件建立立管的简化模型。通过达朗贝尔原理,结合涡激升力及流固耦合,推导出立管的运动控制方程。经Hermit插值离散后,利用Newmark-β法进行逐步积分求解。其次研究立管固有频率的影响因素及其敏感性。根据立管运动控制方程,研究立管模态特性。利用ANSYS软件,采用控制变量法来研究立管固有频率的影响因素,如约束形式、立管长度、顶张力比等,并研究影响因素的敏感性。最后用ANSYS软件研究立管的动力响应。基于斯托克斯波浪理论来研究立管在百年一遇的极端海况下的动力响应情况。研究立管在只受顶端平台升沉激励情况下的纯参激振动,揭示了立管参激振动机理,同时分析了立管在平台升沉和波浪流共同作用下的振动特性。

关键词：海洋立管动力响应顶张力 ANSYS模拟

顶张力对深水刚性立管涡激振动及疲劳损伤的影响

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船海工程 2011年第2期40卷 111-114,118页

作者：上官丽红中国海洋大学工程学院山东青岛266106

分析讨论顶张力对深水刚性立管在剪切流中的涡激振动响应和疲劳损伤的影响。从理论上分析张力对刚性立管固有特性的影响,并利用OrcaFlex软件建立数值模型,模拟不同顶张力系数下立管于剪切流中的涡激振动响应,同时采用S-N曲线法计算立管... 详细信息

分析讨论顶张力对深水刚性立管在剪切流中的涡激振动响应和疲劳损伤的影响。从理论上分析张力对刚性立管固有特性的影响,并利用OrcaFlex软件建立数值模型,模拟不同顶张力系数下立管于剪切流中的涡激振动响应,同时采用S-N曲线法计算立管疲劳损伤。结果表明,顶张力对立管的影响直接体现在刚度上,立管刚度随着张力的增大而增大,因此顶张力对降低立管疲劳损伤有一定积极作用。但是随着顶张力的增大,其对降低疲劳损伤的贡献越来越小,而对立管强度储备的危害却逐渐增大。

关键词：顶张力深水立管涡激振动立管疲劳损伤动力响应

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一种隔水管-导管顶张力优选方法

石油机械 2015年第12期43卷 50-54页

作者：邓嵩樊洪海沈维格刘劲歌刘玉含牛军中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室中国石油长城钻探工程有限公司

随着深水勘探向超深水发展,海洋的环境越发恶劣,隔水管-导管系统易发生屈曲和交变应力疲劳等稳定性问题。鉴于此,建立了考虑钻井液上返条件下的隔水管-井口-导管的整体有效轴向力方程,对系统轴向力进行精确计算;并将陆地钻井的中性点概... 详细信息

随着深水勘探向超深水发展,海洋的环境越发恶劣,隔水管-导管系统易发生屈曲和交变应力疲劳等稳定性问题。鉴于此,建立了考虑钻井液上返条件下的隔水管-井口-导管的整体有效轴向力方程,对系统轴向力进行精确计算;并将陆地钻井的中性点概念引入海洋钻井,保证隔水管-导管系统的中性点落在BOP上,然后综合考虑张力设备能力和立管强度等因素对顶张力进行优选。该方法分析了钻井液密度与返速对轴向力分布的影响,提升了系统有效轴向力的计算精度,能够优选出符合实际工况的顶张力值,保证了隔水管-导管系统的稳定。研究结果可为工程实际应用提供参考。

关键词：隔水管·导管系统上返速度中性点有效轴向力顶张力优选方法

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深水钻井隔水管顶张力最优化设计

深水钻井隔水管顶张力最优化设计

海洋平台垂荡作用下立管的非线性涡激振动特性研究

2009年度海洋工程学术会议

作者：阮庆陈欢杨胜赵江达海洋石油工程(青岛)有限公司

运用COMSOL软件对深水钻井隔水管进行了系统的分析研究。主要分析了隔水管系统的顶张力、船体位移、泥浆密度和海洋环境载荷(海流速度、波高等)对隔水管变形的影响。并通过这些研究得到的规律,对深水钻井隔水管的顶张力进行最优化设计。

关键词：深水钻井隔水管顶张力 COMSOL

来源： cnki会议评论

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船舶力学 2023年第2期27卷 282-293页

作者：朱磊李凤明陈永訢哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 海洋石油工程股份有限公司天津300461

立管是海洋工程中常用的一种典型细长体结构物,研究立管在海洋平台垂荡和内外流体共同作用下的非线性动力学特性具有重要的学术意义和应用价值。本文采用Hamilton原理和Galerkin方法建立了顶张力立管的二维非线性动力学模型,将平台垂荡... 详细信息

立管是海洋工程中常用的一种典型细长体结构物,研究立管在海洋平台垂荡和内外流体共同作用下的非线性动力学特性具有重要的学术意义和应用价值。本文采用Hamilton原理和Galerkin方法建立了顶张力立管的二维非线性动力学模型,将平台垂荡运动模拟为随时间变化的顶端张力,研究海洋平台运动和立管非线性涡激振动的耦合位移响应。研究结果显示,增加顶张力可以改变结构的固有频率,在可变张力作用下,立管的位移响应在相邻模态之间可以相互转换。通过与已有实验数据进行对比,验证了本文分析方法和数值计算结果的合理性。本文研究结果可为海洋立管的非线性涡激振动分析提供理论参考。

关键词：立管非线性涡激振动顶张力耦合位移响应固有频率