深水钻井隔水管与地层管柱耦合力学分析  被引量:6

Mechanical Analysis of Coupling of Deep Water Drilling Riser and Stratigraphic Pipe String

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作  者:华勇[1,2] 钱利勤 吴欣袁[3] 夏成宇 涂忆柳 向正新[1,2] 王杰 

机构地区:[1]长江大学机械工程学院 [2]湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心 [3]中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院

出  处:《石油机械》2018年第3期29-34,共6页China Petroleum Machinery

基  金:国家自然科学基金项目"深水无隔水管钻井涡动对钻柱动态响应研究"(51405032);西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室资助项目(PLN201605);石油天然气装备教育部重点实验室资助项目(OGE201403-06);长江大学青年人才基金项目(2015cqr15)

摘  要:在深水钻井作业过程中,隔水管的安全对整个钻井过程至关重要。为了研究钻井系统在复杂海洋环境以及海底地质条件下的力学行为,综合考虑了海流载荷、海底地基反力、张紧力以及平台偏移量等因素,建立了隔水管与井口系统耦合的力学模型。采用解析法和有限元法结合,对力学模型进行了求解,并分析了张紧力和平台偏移量对隔水管和地层组合管柱力学行为的影响。分析结果表明:随着平台偏移量的增大,隔水管与地层组合管柱的横向位移相应增大;增加张紧力可以减小隔水管和地层组合管柱的横向位移和截面弯矩,有利于隔水管的稳定。研究结果对深水隔水管钻井作业具有指导意义。During deep-water drilling operation,the safety of riser is crucial to the whole drilling process. In order to study the mechanics behavior of drilling system under complicated marine environment and seafloor geological conditions,considering the factors like the current load,the submarine foundation reaction force,the tension force and the platform offset,the mechanical model of the coupled riser and wellhead system was established. Analytical method and finite element method are combined to solve the mechanical model. The influence of tension and platform offset on mechanical behavior of riser and stratigraphic pipe string are analyzed. The analysis results show that with the increase of platform offset,the lateral displacement of riser and stratigraphic pipe string increases correspondingly. Increasing the tension force can reduce the lateral displacement and cross-section bending moment of riser and stratigraphic pipe string,which is preferable for the stability of the riser. The results of this study are instructive for deepwater riser drilling operation.

关 键 词:深水钻井 隔水管 耦合 力学行为 解析法 有限元法 

分 类 号:TE951[石油与天然气工程—石油机械设备]

 

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