天然氣水合物鉆采船隔水管力學特性分析

作者：高杭,李小易,劉放,馬海峰,陳勇

摘要：為了減少海洋鉆井隔水管系統的疲勞損傷、降低海洋鉆采風險、提高天然氣水合物鉆采效率,以天然氣水合物鉆采船隔水管系統為研究對象,分析了隔水管的固有頻率以及力學特性;通過計算隔水管系統在海洋鉆井作業中的固有頻率,進而分析了影響隔水管固有頻率的敏感因素,研究結果表明:①隔水管截面尺寸和頂張力對固有頻率的影響較大,而隔水管內部液體密度對固有頻率的影響相對較小;②通過隔水管的力學模型來研究隔水管的力學特性,推導出隔水管的振動微分方程以及邊界條件,求解計算后得出200 m長隔水管的動力響應,隔水管的最大橫向位移發生位置為水下132 m;③影響隔水管動力響應的敏感因素包括頂張力、隔水管壁厚、波浪振動周期波高等因素的動力響應變化以及同一水深處的隔水管橫向振動變化。結論認為,在進行天然氣水合物鉆采船隔水管系統配置的研究與分析時,需要采用相對較大截面尺寸和頂張力,同時還應根據實際的海洋工況(包括波浪振動周期以及波高等因素)來進行分析。

發文機構：四川宏華石油設備有限公司 西南石油大學機電工程學院

關鍵詞：天然氣水合物鉆采船海洋鉆井隔水管固有頻率動力響應Gas hydrateDrilling and production vesselsOffshore drillingRiserInherent frequencyDynamic response

分類號： F42[經濟管理—產業經濟]