深水钻井隔水管与防喷器紧急脱离后的反冲响应分析

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1、第4l卷第3期石油钻探技术Vo1．4lNo．32013年5月PETROLEUMDRILLINGTECHNIQUESMav，2Ol3．．深水钻井完井专题doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2013．03．005深水钻井隔水管与防喷器紧急脱离后的反冲响应分析张磊，畅元江，刘秀全，刘康，陈黎明(中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心，山东青岛266580)摘要：深水钻井中，若底部隔水管总成与防喷器紧急脱离，隔水管会反冲，易导致钻井事故。为了解隔水管紧急脱离后的反冲响应规律，分析了隔水管反冲产生的原因及反冲响应过程，明确了隔水管反冲响应的机理和

2、关键影响因素。在此基础上，建立了隔水管张紧器及钻井液下泄分析模型，以探究张紧力随活塞冲程变化的规律及钻井液下泄时作用在隔水管上的摩擦力随时间变化的规律。综合考虑各关键影响因素，基于ANSYS有限元分析软件，建立了隔水管反冲响应分析模型，并以1500In水深钻井中的隔水管为例，计算、分析了不同紧急脱离时刻和顶部张紧力条件下的反冲响应。分析结果表明，与防喷器紧急脱离后，隔水管在顶部张紧力作用下加速向上反冲，伸缩节冲程减小。研究认为，紧急脱离的时间与顶部张紧力的大小对隔水管反冲响应有重要影响，因此应合理选择紧急脱离时刻和顶部张紧力，以保证紧急脱离条件下深水钻井隔水管系统的作业

3、安全。关键词：深水钻井隔水管防喷器张紧器反冲钻井液中图分类号：TE951文献标识码：A文章编号：1001—0890(2013)03—0025—06RecoilAnalysisforDeepwaterDrillingRiserafterEmergencyDisc0nnecti0nwithBlowoutPreventerZhangLei，ChangYuanjiang，LiuXiuquan，LiuKang，ChenLiming(CenterforOffshoreEngineeringandSntyTechnology，ChinaUniversityofPetroleum(Hu

4、a—dong)，Qingdao，5andong，266580，ina)Abstract：Duringdeepwaterdrillingprocess，recoi1behaviorofdrillingriserwillOccuroncethelowermarineriserpackageiSquicklydisconnectedfromtheblowoutpreventer。whichcouldlcadtoseriousdrill—ingaccidents．Inordertounderstandriserrecoilbehavior，thereasonforriserre

5、coilandtherecoi1processwereanalylzed，andthemainfactorsthatinfluenceriserrecoilresponseweredetermined．Basedonthesestudies．theanalysismodelofthetensionersystemwasbuilttoinvestigatetherelationshipbetweentensionforceandpistonstroke．Drillingfluidflowmodelwasbuilttoworkouttherelationshipbetwee

6、nfrictionforceimpartedbydrillingfluidonriserandtime。Finally，themodelingmethodformaininfluencefactorsinfiniteelementsoftwarewasstudied，andtherecoi1analysismode1wasbuiltinANSYSsoftware．Takingtheriserin1500mdeepwaterdrillingasanexample。riserrecoilresponseatdifferentpointsofdisconnectionandt

7、optensionforceswerecalculatedandanalyzed．Theresultsshowedthattheriserrecoiledupwardquicklyafterbeingdisconnectedfromblowoutpreventerundertheeffectoftoptension。resultinginsignifi—cantshorteningoftelescopicointstroke．Theriserreeoilresponsewasheavilydependentonthepointofdisc