浮力块对深水钻井隔水管安装过程性能的影响

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1、石油机械2015年第43卷第7期CHINAPETR0LEUMMACHINERY海洋石油装备浮力块对深水钻井隔水管安装过程性能的影响王宴滨高德利房军(中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室)摘要：建立了带浮力块深水钻井隔水管安装过程力学分析模型，采用ABAQUS有限元软件对带浮力块的深水钻井隔水管在安装过程中的静态力学性能进行分析，研究了浮力块配置方案、浮力系数、浮力块长度和浮力块外径对隔水管横向变形及应力的影响。研究结果表明，深水钻井隔水管安装过程中危险截面始终位于隔水管与浮式钻井设备连接处；浮力块与隔水管裸单根宜采取交错布置的方案；隔水管安装过程中产生的横向变形与危险截面处的应力均

2、随浮力系数、浮力块长度与浮力块外径的增大而增大；超过一定水深后隔水管Mises等效应力随水深增加呈线性减小。关键词：浮力块；深水钻井；隔水管；安装过程；纵横弯曲；水平变形；危险截面；Mises应力中图分类号：TE951文献标识码：Adoi：10．16082／j．cnki．issn．1001—4578．2015．07．010InfluenceofBuoyancyModulesonMechanicalPropertyofDeepwaterDrillingRiserInstallationWangYanbinGaoDeliFangJun(MOEKeyLaboratoryofPetroleumEn

3、gineeringinChinaUniversityofPetroleum(Belting))Abstract：AmodelhasbeenbuiltformechanicalanalysisonverticalandhorizontalbendingdeformationofdeepwaterdrillingriserequippedwithabuoyancymoduleintheinstallationandABAQUSfiniteelementsoftwarehasbeenusedtoanalyzestaticmechanicalpropertyofdeepwaterdrillingr

4、iserequippedwithabuoyancymoduleintheinstallation，inordertostudyinfluencesofbuoyancymoduleconfiguration，buoyancycoeficient，buoyancymodulelengthandbuoyancymoduleODonlateraldeformationandstressofthedrillingriser．Studyresultsshowthat，dangeroussectionisalwaysattheconnectionbetweentheriserandthefloating

5、drillingequipmentduringin—stallationofthedeepwaterdrillingriser；thebuoyancymoduleandsinglebarerisershouldadoptstaggeredlayout；lateraldeformationoftheriserduringinstallationandstressonthedangeroussectionincreasewithbuoyancycoefi—cient，buoyancymodulelengthandbuoyancymoduleOD；Misesequivalentstressoft

6、heriserdecreaseslinearlywithwaterdepthincreasingafterexceedingacertainwaterdepth．Keywords：buoyancymodule；deepwaterdrilling；riser；installationprocess；verticalandhorizontalben-ding；horizontaldeformation；dangeroussection；Misesstress水管的力学性能产生影响，更会对安装过程中隔水0引言管的力学性能及安装作业产生影响，但有关浮力块对深水钻井隔水管安装过程力学性能影响的分析还

7、浮力块是钻井隔水管必不可少的组成部分，其未见文献报道。许亮斌等给出了合理配置隔水作用是：提供分布式浮力，减小隔水管管串的湿管浮力块的基本原则和主要流程，并以深水钻井隔重，降低隔水管张力器的张力，同时改善隔水管的水管硬悬挂模式为基础给出了确定合理浮力系数的力学性能-6]。浮力块配置不仅会对安装完成后隔方法，并且对带浮力块的深水钻井隔水管的静态性基金项目：国家自然科学基金创新研究群体项目“复杂油气井优化设计与钻完井控制基础研