深水钻井导管力学特性参数敏感性分析

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1、石油机械2014年第42卷第6期CHINAPETR0LEUMMACHINERY，．——47．——．．海洋石油装备深水钻井导管力学特性参数敏感性分析丰李飞陈国明畅元江刘秀全刘康(中国石油大学(华东)海洋油气工程与安全技术研究中心)摘要：深水钻井导管受力复杂，影响因素较多，主要包括平台偏移、海流流速、土壤强度、固井质量和低压井口出泥高度等，确定各影响因素的优先等级是深水钻井导管钻前设计和现场作业急需解决的问题。建立了深水钻井导管力学分析模型，分析了导管的力学特性，采用正交试验方法安排仿真试验方案，对仿真试验结果进行极差分析和方差分析，从而确

2、定备影响因素对深水钻井导管力学特性的影响大小和显著性。研究结果表明，导管最大应力值出现在泥线以下8m左右，影响导管最大Mises应力的因素依次为平台偏移、导管外径、导管壁厚、海流、低压井口出泥高度和固井质量等，其中平台偏移、导管几何参数和海流对最大Mises应力的影响高度显著，出泥高度和固井质量对导管最大Mises应力影响相对较小。通过分析发现，平台偏移和海流流速增大是造成导管载荷增加的根本原因，增大导管外径和壁厚可以有效减小导管应力。关键词：深水；导管；力学特性；正交试验；参数敏感性；极差分析；方差分析中图分类号：TE951文献标识码

3、：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．06．011ParametricSensitivityAnalysisoftheMechanicalBehaviorofDeepwaterDrillingConductorLiFeiChenGuomingChangYnanjiangLiuXiuquanLiuKang(OfshoreOilandGasEquipment&SafetyTechniqueResearchCenter，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao)Abstract：T

4、heforcesonthedeepwaterdrillingconductorarecomplexandinfluencedbymanyfactors，inclu—dingplatformoffset，oceancurrentvelocity，claystrength，cementingqualityandwellheadelevationabovethemud—line．Determiningtheprioritylevelofthefactorsisanissuethatneedstobeaddressedurgentlyforpr

5、e—drillingdesignandfieldoperation．AmechanicsanalysismodelofdeepwaterdrillingconductorisestablishedandtheCon．．ductormechanicalbehaviorisanalyzedbasedonthemode1．Thesimulationprogramisconductedbasedonorthogo—naltestmethod，andtestresuhsareanalyzedthroughrangeanalysisandvaria

6、nceanalysisthus，theimpactand，significanceofeachfactorisdetermined．Thestudyresultsshowthatthemaximumstressoftheconduct0risabout8mbelowthemudline．ThefactorsthatinfluencemaximumMisesstressare，inorderofsignificance，platformoff-set，theouterdiameteroftheconductor，thewallthickn

7、essofconductor，oceancurrent．wellheadelevationa．bovethemud—lineandcementingquality．Theplatformoffset．thegeometricparameteroftheconductorandoceancurrenthavehighlysignificantimpactsonmaximumMisesstress，whiletheimpactsofwellheadelevationabovethemud-lineandcementingqualityont

8、hemaximumMisesstressisrelativelysmal1．Theanalysisrevealedthattheplat．formoffsetandoceancurrentvelocityi