基于复模态法的深水钻井隔水管反冲响应力学特性

摘要：

考虑隔水管在正常钻井作业过程中由于轴向拉伸储存的弹性势能和反冲过程中钻井液下泄时产生的黏滞阻力的共同影响,通过将隔水管离散化为三自由度质量-弹簧-阻尼系统,建立隔水管紧急解脱后的反冲响应力学分析模型和控制方程;以浮式钻井设备的升沉运动作为边界条件,以隔水管解脱前的变形为初始条件,考虑控制方程中阻尼矩阵不能被对角化的影响,采用复模态分析法对控制方程进行求解;根据实例分析得到反冲过程中隔水管底部总成(low marine riser package,LMRP)振动位移的变化规律,并讨论水深、波高、顶部张紧器弹簧刚度及解脱相位角等因素对LMRP振动位移的影响,研究隔水管反冲响应的主控因素.结果 表明:在同样的作业条件下,水深越大,隔水管紧急解脱的安全作业窗口越小;波高越大,隔水管的反冲响应越剧烈;顶部张紧器的刚度是决定隔水管反冲特性的一个重要因素,张紧器刚度越小,LMRP与防喷器发生碰撞的可能性越大;解脱相位角对隔水管的反冲特性影响不大.

关键词：深水钻井、隔水管、紧急脱离、反冲响应、主控因素、控制措施

所属期刊栏目：44

分类号：TE21(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金青年基金项目;国家自然科学基金创新研究群体项目;国家科技重大专项课题;国家重点研发计划课题;国家科技重大专项子课题;中国石油大学北京科研基金项目

在线出版日期：2020-12-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：58-63