飞溅区钻井隔水管腐蚀疲劳问题的研究
发布时间：2021-09-05 05:16
钻井隔水管是海洋装备的重要组成部分之一,在石油开采过程中发挥着极其重要的作用。我国海洋钻井中大部分隔水管服役时间较长,在海洋飞溅区内隔水管腐蚀严重,腐蚀缺陷影响隔水管的局部强度和寿命,导致作业安全和可靠性降低。在针对隔水管的相关标准API RP 581和SY/T 6558中,对隔水管的腐蚀缺陷裕量设计仅给出了一个保守值,缺少理论研究,无法准确地对含缺陷隔水管进行评估。因此需要对隔水管的缺陷问题进行研究。本文的研究内容主要有以下几个方面:（1）由单轴拉伸下含缺陷圆柱体应力分布公式,建立了含半球形缺陷隔水管的力学分析模型,得到了缺陷处的应力集中系数计算方法;考虑缺陷引起的应力集中,提出了一种含缺陷隔水管的疲劳损伤评估方法。（2）利用有限元软件ABAQUS,建立了含缺陷隔水管有限元模型,分析了载荷方式、缺陷间距及夹角、腐蚀深度等不同因素下隔水管的应力集中规律。（3）基于管土相互作用（PSI）方法,建立了隔水管整体分析模型,得到了隔水管整体力学状态,基于材料的S-N曲线对隔水管进行了疲劳损伤分析及寿命评估。本研究进一步完善了钻井隔水管的损伤评估方法,对含缺陷隔水管的使用和检测具有重要的指导意义...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自升式平台及钻井隔水管系统
图 2.1 海洋不同区层对金属的腐蚀速率Fig. 2.1 Corrosion rate of metal in different layers of the ocean和潮差区在实际的界定上并无明显的区别，一般把飞溅放在一起统称为飞溅区。在飞溅区和全浸区上部环境的隔水管系统由平台直通海底，将会经过海水与大气的交月球的作用而发生升降变化，在这个区域金属结构经受浪溅所造成交替的干湿环境以及阳光照射的作用，隔水管腐蚀，长久使用后隔水管容易发生斑蚀或点蚀，DNV 统而失效的频率为31.5 10 ，而在飞溅区发生失效的概率是于局部腐蚀，由于腐蚀介质的作用，在管道表面会形成点蚀缺陷口一般有腐蚀产物的遮盖，在检查时一般难以
.2 受拉应力中心含半球型缺陷的 with a center hemispherical defec应力的含半球型缺陷圆柱体截面处的轴向应力 σz如式(2.23 3 4 5 9(1 2(7 5 ) 2(7 5 )a r + + ，MPa；v 为泊松比；r 为单元m；单元存在的，所以r a，当max27 1514 10z = 管应力集中系数于球体半径 a 为浅半球点蚀缺
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋钻井隔水管单根制造技术研究[J]. 吕拴明,覃建,张凯,刘志林,杨晓哲. 石油矿场机械. 2016(06)
[2]立管飞溅区泄漏火灾事故的数值模拟分析[J]. 谭珮琮,李小龙,卢德杰,石一丁. 石油与天然气化工. 2016(02)
[3]我国海洋经济发展的现状、问题与建议[J]. 杨建龙. 发展研究. 2014(01)
[4]南海油气资源开发研究——基于石油安全的视角[J]. 居占杰,李平. 技术经济与管理研究. 2013(10)
[5]深水钻井隔水管可靠性研究[J]. 陈国明,刘秀全,畅元江,许亮斌. 石油工业技术监督. 2013(10)
[6]外加拉应力对X80管线钢点蚀电化学行为的影响[J]. 袁玮,黄峰,胡骞,刘静,侯震宇. 中国腐蚀与防护学报. 2013(04)
[7]海洋钢结构飞溅区防腐蚀技术现状[J]. 张彦军,韩文礼,白玉洁,张贻刚,孙好,周巍. 全面腐蚀控制. 2012(05)
[8]深水钻井隔水管纵横弯曲变形解析[J]. 李妍,吴艳新,高德利. 石油矿场机械. 2011(07)
[9]深水钻井隔水管事故类型及对策分析[J]. 鞠少栋,陈国明,宋林松,畅元江. 石油机械. 2011(05)
[10]轴向长腐蚀管道极限承载力研究[J]. 陈严飞,李昕,周晶. 船舶力学. 2009(05)
博士论文
[1]深水钻井隔水管完整性及台风事故应对策略研究[D]. 刘秀全.中国石油大学(华东) 2014
[2]立管涡激振动数值模拟方法及物理模型实验[D]. 唐国强.大连理工大学 2011
[3]深水平台钻井钻柱耦合振动及模拟分析[D]. 韩春杰.大庆石油学院 2010
[4]深水钻井隔水管设计方法及其应用研究[D]. 畅元江.中国石油大学 2008
硕士论文
[1]含裂纹海洋立管的疲劳寿命及可靠性分析[D]. 柴宝堆.兰州理工大学 2013
[2]点蚀疲劳寿命估算的投影面积法[D]. 韦丽金.南京航空航天大学 2008
[3]深水钻井隔水管的振动分析与数值模拟[D]. 杨茂红.中国石油大学 2008
[4]对我国石油能源战略问题的研究[D]. 陆苏俊.上海海事大学 2006
本文编号：3384747
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自升式平台及钻井隔水管系统
图 2.1 海洋不同区层对金属的腐蚀速率Fig. 2.1 Corrosion rate of metal in different layers of the ocean和潮差区在实际的界定上并无明显的区别，一般把飞溅放在一起统称为飞溅区。在飞溅区和全浸区上部环境的隔水管系统由平台直通海底，将会经过海水与大气的交月球的作用而发生升降变化，在这个区域金属结构经受浪溅所造成交替的干湿环境以及阳光照射的作用，隔水管腐蚀，长久使用后隔水管容易发生斑蚀或点蚀，DNV 统而失效的频率为31.5 10 ，而在飞溅区发生失效的概率是于局部腐蚀，由于腐蚀介质的作用，在管道表面会形成点蚀缺陷口一般有腐蚀产物的遮盖，在检查时一般难以
.2 受拉应力中心含半球型缺陷的 with a center hemispherical defec应力的含半球型缺陷圆柱体截面处的轴向应力 σz如式(2.23 3 4 5 9(1 2(7 5 ) 2(7 5 )a r + + ，MPa；v 为泊松比；r 为单元m；单元存在的，所以r a，当max27 1514 10z = 管应力集中系数于球体半径 a 为浅半球点蚀缺
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋钻井隔水管单根制造技术研究[J]. 吕拴明,覃建,张凯,刘志林,杨晓哲. 石油矿场机械. 2016(06)
[2]立管飞溅区泄漏火灾事故的数值模拟分析[J]. 谭珮琮,李小龙,卢德杰,石一丁. 石油与天然气化工. 2016(02)
[3]我国海洋经济发展的现状、问题与建议[J]. 杨建龙. 发展研究. 2014(01)
[4]南海油气资源开发研究——基于石油安全的视角[J]. 居占杰,李平. 技术经济与管理研究. 2013(10)
[5]深水钻井隔水管可靠性研究[J]. 陈国明,刘秀全,畅元江,许亮斌. 石油工业技术监督. 2013(10)
[6]外加拉应力对X80管线钢点蚀电化学行为的影响[J]. 袁玮,黄峰,胡骞,刘静,侯震宇. 中国腐蚀与防护学报. 2013(04)
[7]海洋钢结构飞溅区防腐蚀技术现状[J]. 张彦军,韩文礼,白玉洁,张贻刚,孙好,周巍. 全面腐蚀控制. 2012(05)
[8]深水钻井隔水管纵横弯曲变形解析[J]. 李妍,吴艳新,高德利. 石油矿场机械. 2011(07)
[9]深水钻井隔水管事故类型及对策分析[J]. 鞠少栋,陈国明,宋林松,畅元江. 石油机械. 2011(05)
[10]轴向长腐蚀管道极限承载力研究[J]. 陈严飞,李昕,周晶. 船舶力学. 2009(05)
博士论文
[1]深水钻井隔水管完整性及台风事故应对策略研究[D]. 刘秀全.中国石油大学(华东) 2014
[2]立管涡激振动数值模拟方法及物理模型实验[D]. 唐国强.大连理工大学 2011
[3]深水平台钻井钻柱耦合振动及模拟分析[D]. 韩春杰.大庆石油学院 2010
[4]深水钻井隔水管设计方法及其应用研究[D]. 畅元江.中国石油大学 2008
硕士论文
[1]含裂纹海洋立管的疲劳寿命及可靠性分析[D]. 柴宝堆.兰州理工大学 2013
[2]点蚀疲劳寿命估算的投影面积法[D]. 韦丽金.南京航空航天大学 2008
[3]深水钻井隔水管的振动分析与数值模拟[D]. 杨茂红.中国石油大学 2008
[4]对我国石油能源战略问题的研究[D]. 陆苏俊.上海海事大学 2006
本文编号：3384747
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