深水钻井隔水管监测系统应用技术研究.pdf

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1、中图分类号：TE95单位代码：10425学号：Z12040292深水钻井隔水管监测系统应用技术研究StudyonMonitoringTechniqueofDeepwaterDrillingRiser工程领域：机械工程研究方向：海洋石油装备技术作者姓名：孟祥瑜校内导师：畅元江副教授陈国明教授现场导师：邓欣高工二〇一五年六月StudyonMonitoringTechniqueforDeepwaterDrillingRiserAThesisSubmittedfortheDegreeofEngineeringMasterCandidate：MengXiangyuSupervisor:Associa

2、teProfessorChangYuanjiangProfessorChenGuomingProfessorateseniorengineer.DengXinCollegeofMechanical&ElectronicEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研充工作及取得的研究成果。尽我所知，，除了文中特别加Ｗ扬注和致谢的地方外论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做

3、的任何贡献均已在论文中作了明。与我确的说明并表示了谢意。若有不实之化，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期Ｐ麻ｒ年＾月日］学位论文使用授权书本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定：，即学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密论文在解密后应遵守此规定。（）合月学位论文作者签名：日期年１日指导教师签名：年曰尤＾＾＿２＾斯＞＾＾月７、Ｊ摘要深水钻井隔水管监测作业已逐步成为国际海洋石油钻采工程中的常规项目，该作业的顺利实施对于

4、提升隔水管系统深水/超深水作业安全性有重要意义，本文依托国家“十二五”科技重大专项“深水油气田开发钻完井工程配套技术”子课题“深水钻井隔水管作业管理及安全评价技术”(2011ZX05026-001-05)，针对我国南海作业环境和南海某深水钻井平台所配置的隔水管具体情况，开展隔水管监测系统应用技术研究。主要包括以下三方面内容：(1)分析调研目前国内外隔水管系统涡激振动研究现状，运用理论分析方法，研究隔水管系统涡激振动监测方案确定方法；考虑隔水管系统作业全周期海流变化所激发单模态/多模态涡激振动情况，以威布尔分布为理论基础，从各阶模态发生概率角度，研究隔水管系统涡激振动监测点布局优化方法；并以

5、1000m、1500m、2000m三种典型水深隔水管系统作为算例，实例给出隔水管系统监测点布局及优化方法的应用。(2)提出隔水管系统涡激振动模态反演分析方法，通过隔水管涡激振动监测系统实测数据，提取隔水管系统涡激振动主频率，得到该隔水管系统实际激发振动模态；开展隔水管涡激振动振型反演分析方法研究，即利用隔水管系统涡激振动激发模态，结合有限元法算得系统各阶模态归一化振型，反演分析隔水管系统单模态/多模态涡激振动实际振型；以监测点处有限元分析结果模拟监测实测数据进行反演分析，对比反演分析结果与隔水管有限元分析结果差异性，验证反演分析方法的可行性、准确性。(3)基于现有隔水管监测仪器壳体结构，以

6、南海某深水钻井平台配置的隔水管单根为载体，以机械联接安全可靠，安装过程方便快捷，且对隔水管表面无磨损为目标，设计隔水管系统监测仪器联接支架；对主体监测联接支架进行试制和现场安装试验，使设计得到应用；编制隔水管系统涡激振动监测作业管理软件，使课题研究成果与现场应用结合更为紧密。关键词：深水钻井；隔水管；监测系统；反演分析iAbstractDeepwaterdrillingrisermonitoringhasbecomearoutineworkoftheinternationaloffshoreoildrillingoperation,andthesmoothimplementationoft

7、heworkissignificanttoenhancetheoperationalsecurityoftherisersystemindeepwater/Ultradeepwater.SupportedbytheNationalMajorScienceandTechnologyProject“ResearchonDeepwaterDrillingRiserOperationManagementandSafetyEval