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FDPSO钻井隔水管动力响应和疲劳分析

发布时间:2018-11-18 19:41
【摘要】:钻井隔水管系统是深海油气勘探开发的关键海工装备,由于构件细长、中间缺少有效支撑,所以也是极易失效破坏的构件之一。因此对钻井隔水管进行动力响应及累积疲劳损伤研究显的尤为重要。本论文以FDPSO钻井隔水管为研究对象,重点研究了钻井隔水管在波浪海流联合作用下的动力响应和疲劳性能,主要内容包括:1)按照API规范对钻井隔水管长度进行设计、浮力块配置、顶张紧力确定等;2)使用Orcaflex软件对隔水管在波浪和海流联合作用下的动力特性进行计算分析;3)采用确定性不规则波法,使用Orcaflex软件对波浪导致的钻井隔水管疲劳损伤进行计算分析;4)对钻井隔水管在海流作用下的涡激振动进行计算分析;5)使用shear7软件对涡激振动导致的钻井隔水管疲劳损伤进行分析;6)采用Miner准则对钻井隔水管累积疲劳损伤进行计算研究。结果表明:2000 m水深钻井隔水管在波浪和海流的联合作用下,其底部挠性接头转角、隔水管等效应力等满足规范校核要求。通过进行波致疲劳损伤、涡激振动致疲劳损伤和累积疲劳损伤分析研究,发现涡激振动致疲劳损伤占据隔水管总损伤主导地位,直接控制整个钻井隔水管系统的疲劳损伤。
[Abstract]:Drilling riser system is the key marine equipment for deep-sea oil and gas exploration and development. Because of the slender components and the lack of effective support in the middle, drilling riser system is one of the components that are vulnerable to failure. Therefore, it is very important to study the dynamic response and cumulative fatigue damage of drilling riser. This paper focuses on the dynamic response and fatigue performance of FDPSO drilling riser under the combined action of wave and current. The main contents are as follows: 1) the length of drilling riser is designed according to API code. Buoyancy block configuration, top tensioning force determination, etc. 2) using Orcaflex software to calculate and analyze the dynamic characteristics of the riser under the combined action of wave and current, 3) using the deterministic irregular wave method and using the Orcaflex software to calculate and analyze the fatigue damage of the drilling riser caused by the wave; 4) calculating and analyzing the vortex-induced vibration of drilling riser under the action of ocean current, 5) using shear7 software to analyze the fatigue damage of drilling riser caused by vortex-induced vibration; 6) the cumulative fatigue damage of drilling riser is calculated by Miner criterion. The results show that under the combined action of wave and current, the angle of the bottom flexible joint and equivalent stress of the riser can meet the requirements of code checking. Through the analysis of wave induced fatigue damage, vortex-induced fatigue damage and cumulative fatigue damage, it is found that vortex-induced vibration fatigue damage dominates the total damage of the riser and directly controls the fatigue damage of the whole drilling riser system.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U674.381

【参考文献】

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本文编号:2341000

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