基于整体法的深水钻井隔水管-导管系统静态性能分析

提出了一种深水钻井隔水管-导管系统静态力学性能分析的新方法。将深水隔水管-导管视为整体,通过简化力学模型,建立了管柱系统整体的静态力学微分方程,分别确定各段管柱的有效轴向力和水平外载,研究了系统顶端和底端、泥线附近管柱端等薄弱部分的横向变形、弯矩和转角等静态力学性能。同时对一口深水井进行数值模拟分析,利用ABAQUS软件进行数值求解,得到系统整体的静力学分析结果,并将整体法与解耦法的结果相对比,可以看出解耦法的结果更加保守。同时进一步分析了顶张力、钻井平台横向偏移和海流流速、波浪高度以及导管尺寸对系统静态力学性能等因素的影响,研究发现各个因素对系统静态力学性能影响不一样,需要在海洋石油工程中进一步关注。     

考虑地震力的深水导管与海底土纵向耦合振动研究

为对深水油气钻采过程中隔水管、水下井口等管柱设备的稳定性研究提供理论支撑,基于桩基力学和流体力学,建立了考虑地震力的深水水下井口-导管与海底土纵向耦合振动模型。假设深水导管周围的土层是均匀的,且是各向同性的饱和黏性土壤,海底地震力是简谐力,并施加在土层的底部,模型考虑了环空钻井流体上返摩擦力,并引入势函数对模型进行求解。将计算结果与ABAQUS模拟结果对比,同时进行了影响因素分析。研究结果表明,采用此模型计算结果准确度较高,深水导管纵向振动主要影响因素是地震频率和导管下入深度,而环空上返流体对系统纵向振动影响较小,在深水油气钻采过程中应注意预防地震灾害,并合理设计导管下深。