【摘 要】
：
为评估水下井口下沉时送入管柱在瞬态动力和纵向振动下的安全性,基于动力学及振动力学,建立了深水送入管柱的物理模型,分析了水下井口下沉瞬间送入管柱的应力变化以及平台起伏垂荡对送入管柱纵向振动的响应.结合南海某区域的工程数据,利用有限元软件,对不同长度、不同下端悬挂质量的送入管柱进行了分析.分析结果表明:送入管柱的长度和下端悬挂质量是影响送入管柱固有频率的主要因素,送入管柱越长,下端提起的质量越大,相应的固有频率越小;半潜式平台垂荡的频率范围主要处于送入管柱第1阶频率附近,送入管柱存在共振的可能性;以平台垂荡振
【机 构】
：
中海油研究总院有限责任公司;海洋石油高效开发国家重点实验室
论文部分内容阅读
为评估水下井口下沉时送入管柱在瞬态动力和纵向振动下的安全性,基于动力学及振动力学,建立了深水送入管柱的物理模型,分析了水下井口下沉瞬间送入管柱的应力变化以及平台起伏垂荡对送入管柱纵向振动的响应.结合南海某区域的工程数据,利用有限元软件,对不同长度、不同下端悬挂质量的送入管柱进行了分析.分析结果表明:送入管柱的长度和下端悬挂质量是影响送入管柱固有频率的主要因素,送入管柱越长,下端提起的质量越大,相应的固有频率越小;半潜式平台垂荡的频率范围主要处于送入管柱第1阶频率附近,送入管柱存在共振的可能性;以平台垂荡振幅功率谱对送入管柱进行随机振动分析得到振动载荷50～200 kN,通常不会立刻造成送入管柱失效,但长期则会造成疲劳损伤,因此应尽可能在风平浪静的环境下作业;水下井口下沉时,送入管柱瞬态的动应力达到最大值,为静应力的1.4～1.5倍,对送入管柱的安全性影响显著,因此在设计阶段要选用满足瞬态动力的送入管柱,保证其在危险工况下不失效.所得结论能够为深水送入管柱设计、作业,以及水下井口下沉事故处理提供参考.
其他文献
油砂混合物冲蚀破坏引起完井防砂筛管失效是油田生产效益降低的主要原因之一.为准确预测井下防砂筛管冲蚀磨损情况及冲蚀寿命,以金属网布复合筛管为例,建立了防砂筛管全结构三维模型,基于CFD进行固液两相流作用下的冲蚀仿真模拟,预测金属网布复合筛管冲蚀寿命,并进行室内冲蚀试验来验证仿真模拟结果的准确性.研究结果表明:在不考虑砂堵的工况下,冲蚀速度与冲蚀寿命呈负相关关系;第一、二层筛网与保护壳的平均冲蚀率比值分别为2.476和1.053,第一层筛网与第二层筛网的平均冲蚀率比值为2.351,即冲蚀破坏的主要区域为第一层
切削齿失效与切削温度有密切联系,岩屑的形成对切削齿的性能和寿命都存在影响.为此,建立了岩石破碎力学模型,对切削齿进行了破岩模型数值模拟分析,通过岩石切削仿真研究了不同切削深度下,切削角度对岩石破碎模式和温度波动程度的影响规律.研究结果表明:岩屑粒度随切削角度的增大而减小,切削角度的增加会加剧岩屑在前刀面的累积;当切削角大于临界值,温度以及温升速率随切削角的继续增大而减小,后刀面与岩石的摩擦作用随切削角度的增大而减弱,切削齿后刀面温度降低;当切削深度小于临界值时,切削角度宜为5°～10°,既能使切削齿温度较
以中国石油集团海洋工程(青岛)有限公司实施YAMAL LNG模块建造项目MWP4、FWP5和MWP10A三个工程包为背景,结合国际项目管理理论知识,总结了该项目中涉及的支出合同,突出了工程支出合同执行的重点工作,分析了工程支出合同在执行过程中的注意事项,探讨了支出合同变更管理在整个项目管理周期中的角色和意义.
随着油气勘探开发逐渐向深层推进,地层温度和压力不断提高,高温高压条件下PDC钻头破碎深部硬岩效率降低,而关于高温高压条件下PDC钻头破岩试验的研究较少.鉴于此,以花岗岩为破岩对象,借助真三轴钻井模拟试验设备开展高温高压条件下PDC钻头破岩试验,研究了岩石温度、围压、PDC钻头转速、切削齿直径及后倾角对钻头破岩效率的影响规律.研究结果表明:随着围压的增大,PDC钻头单位破岩能耗增加;在不同钻头转速下,随着热处理温度的上升,钻压、扭矩和单位破岩能耗均明显减小,尤其当热处理温度达到300℃时,单位破岩能耗比常温
针对油管上卸扣和移运时劳动强度高、油管移送速度与吊卡速度不同步的问题,研发了折叠式油管移送装置.该装置通过液压驱动移动滑车进行油管运移,移动滑车移送油管的速度随游动吊卡下落及上升速度的变化而变化,通过控制液压马达手动换向阀的液压油排量可以实现移动滑车速度的控制,满足现场操作人员控制起下油管的速度需求.现场应用情况表明:油管移送装置装卸操作便捷,动作平稳可靠,接送管对位精准;配合液压吊卡平均接卸管柱速度为45根/h,最高接卸管柱速度为50根/h,大大减轻了工人的劳动强度,显著提升了修井作业效率,安全性能明显
针对油气田井下作业过程中脱手失败后无法提供备用方案,以及送入工具种类繁多、适应性不强等问题,研制了一种新型送入工具总成.建立了弹性爪结构和接触应力计算模型,利用有限元分析建立了弹性爪轴对称有限元模型,评估了弹性爪插入、上提及解锁时3种应力状态,同时对CEM镁铝合金溶解速率进行了分析.研究结果表明:该送入工具解决了管柱下入过程中不能旋转的问题,适用于尾管送入、储层保护阀回接、水平井压裂管柱送入及堵塞器投放等多种作业;工作筒采用CEM镁铝合金材料,可在设定时间自动溶解;该送入工具总成在管柱遇阻时可提供扭矩,具
在液固旋流器设计过程中,尺寸设计仍按经验方法,具有较强的主观性和随机性,且简体尺寸与操作参数的内在联系仍不明确.为此,采用数值模拟和响应面分析的方法,对简体直径与处理量之间的关系进行定性分析,建立了简体直径与处理量的定量关系模型,并通过室内试验验证了模型的准确性.研究结果表明:旋流器处理量与筒体直径的平方和实际最大压降的0.5次幂成正比,与含砂质量分数成反比;影响旋流器分离效率的一次项因素中,简体直径的影响最显著,其次为处理量,而含砂质量分数的影响最小;影响旋流器分离效率的二次项中,含砂质量分数的影响最显
钻头托压现象是制约水平井井眼延伸的重要因素.为了有效减少钻头托压现象,研制了振动减阻工具.振动减阻工具通过钻井液驱动转子和动阀转动,产生脉冲压降并作用于井底钻柱,驱使井底钻柱产生高频低幅冲击振动,降低钻具与井壁之间的摩擦因数,从而减少或消除托压现象,提高水平井钻井速度.在新疆玛湖油田风南4井区的现场试验中,试验井段为定向造斜段,单套工具进尺596 m,平均机械钻速达到4.74 m/h,与上部井段相比,机械钻速提高254％;与邻井相同造斜段相比,趟钻进尺提高150％,机械钻速提高126％,趟钻进尺及机械钻速
耐压连接器是管内智能封堵器实现高压封堵的功能单元,在工程应用中,连接器可使智能封堵器的连接简单便捷,但是修理或更换连接器所需的时间和成本都比较高,因此开发出一种在其使用寿命周期内几乎不会出现故障的连接器十分迫切.在简要介绍了所设计的一种新型智能封堵器的构成、结构、工作原理的基础上,详细论述了用于该新型智能封堵器的耐压连接器的设计与制作,重点论述了耐压连接器的各个构成部分,包括耐压插座、耐压插头、开关、耐压电缆等的结构选型及设计计算,同时对耐压电缆的硫化制作过程进行了深入的阐述.
牺牲阳极是海底管道常用的防腐蚀措施,安装在海底管道上的手镯式阳极可以为海底管道提供长期有效的保护.传统的手镯式阳极安装工艺应用于深水海底管道铺设时阳极安装效率较低,且存在阳极滑脱失效风险.结合深水海底管道铺设的质量、效率要求对手镯式阳极的安装形式进行了适应性优化,并给出了一种适用于深水海底管道铺设的新型手镯式阳极安装工艺.经过项目验证,优化后的手镯式阳极安装工艺能够克服传统手镯式阳极安装工艺的不足,实现手镯式阳极在深水海底管道上的高质量、高效率安装.