深水测试管柱-隔水管耦合涡激疲劳分析

发布时间：2018-01-21 06:59

  本文关键词： 深水钻井 测试管柱 隔水管 涡激振动 疲劳分析 接触分析　出处：《中国石油大学学报(自然科学版)》2017年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：在深水钻完井测试作业过程中,由于海流作用隔水管易发生涡激振动引起疲劳损伤,由隔水管涡激振动引起测试管柱疲劳损伤问题不容忽略。针对深水高压气井测试作业特点,考虑测试管柱和隔水管之间相互作用,建立测试管柱-隔水管耦合涡激振动模型,提出测试管柱-隔水管涡激疲劳分析方法。结合南海某深水高压气井,研究测试管柱-隔水管耦合系统涡激振动机理、疲劳损伤规律及影响因素。研究结果表明:测试管柱-隔水管耦合系统高流速下更易于发生多模态涡激振动,疲劳损伤沿水深方向呈现波动变化,顶部和下挠性接头附近疲劳损伤最为严重,其中测试管柱疲劳损伤约为0.2~0.25倍隔水管疲劳损伤,适当增大隔水管顶张力和测试管柱提升力可有效改善测试管柱-隔水管耦合系统涡激疲劳性能。
[Abstract]:In the course of deep water drilling and completion testing, the vortex-induced vibration of the riser is easy to cause fatigue damage due to the current action. The fatigue damage of test string caused by vortex-induced vibration of riser should not be ignored. According to the characteristics of test operation in deep water and high pressure gas wells, the interaction between test string and riser is considered. A coupled vortex-induced vibration model for testing tube-riser was established, and a method for analysis of vortex-induced fatigue of tube-riser was proposed, which was combined with a deep-water and high-pressure gas well in the South China Sea. The mechanism of vortex-induced vibration, fatigue damage law and influencing factors of tube-riser coupling system are studied. The results show that multi-mode vortex-induced vibration is more likely to occur at high velocity in the coupled pipe-riser system. Fatigue damage fluctuates along the direction of water depth, and the fatigue damage is the most serious near the top and lower flexible joints, and the fatigue damage of the test string is about 0.2 ~ 0.25 times the fatigue damage of the riser. Properly increasing the top tension of the riser and measuring the lifting force of the string can effectively improve the vortex-induced fatigue performance of the coupled system of the test string and the riser.
【作者单位】： 中国石油大学海洋油气装备与安全技术研究中心;中海石油有限公司湛江分公司;
【基金】：国家重点基础研究发展计划项目(2015CB251200) 山东省自然科学基金联合专项(ZR2014EL018,ZR2016EL08) 中央高校基本科研业务费专项(15CX06058A)
【分类号】：TE951
【正文快照】： 随着中国陆地和浅海油气资源勘探开发进程逐渐衰减,油气勘探逐渐走向深海。深水油气测试对于及时发现和准确评价海洋油气资源具有重要意义[1-2]。深水测试管柱作为海洋深水勘探开发的主 要工具,主要包括测试油管柱、井下工具及各种阀门等[2]。测试过程中由于测试工艺、管柱结

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1450788