深水測試管柱-隔水管耦合渦激疲勞分析
本文關(guān)鍵詞: 深水鉆井 測試管柱 隔水管 渦激振動 疲勞分析 接觸分析 出處:《中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》2017年01期 論文類型:期刊論文
【摘要】:在深水鉆完井測試作業(yè)過程中,由于海流作用隔水管易發(fā)生渦激振動引起疲勞損傷,由隔水管渦激振動引起測試管柱疲勞損傷問題不容忽略。針對深水高壓氣井測試作業(yè)特點,考慮測試管柱和隔水管之間相互作用,建立測試管柱-隔水管耦合渦激振動模型,提出測試管柱-隔水管渦激疲勞分析方法。結(jié)合南海某深水高壓氣井,研究測試管柱-隔水管耦合系統(tǒng)渦激振動機理、疲勞損傷規(guī)律及影響因素。研究結(jié)果表明:測試管柱-隔水管耦合系統(tǒng)高流速下更易于發(fā)生多模態(tài)渦激振動,疲勞損傷沿水深方向呈現(xiàn)波動變化,頂部和下?lián)闲越宇^附近疲勞損傷最為嚴重,其中測試管柱疲勞損傷約為0.2~0.25倍隔水管疲勞損傷,適當增大隔水管頂張力和測試管柱提升力可有效改善測試管柱-隔水管耦合系統(tǒng)渦激疲勞性能。
[Abstract]:In the course of deep water drilling and completion testing, the vortex-induced vibration of the riser is easy to cause fatigue damage due to the current action. The fatigue damage of test string caused by vortex-induced vibration of riser should not be ignored. According to the characteristics of test operation in deep water and high pressure gas wells, the interaction between test string and riser is considered. A coupled vortex-induced vibration model for testing tube-riser was established, and a method for analysis of vortex-induced fatigue of tube-riser was proposed, which was combined with a deep-water and high-pressure gas well in the South China Sea. The mechanism of vortex-induced vibration, fatigue damage law and influencing factors of tube-riser coupling system are studied. The results show that multi-mode vortex-induced vibration is more likely to occur at high velocity in the coupled pipe-riser system. Fatigue damage fluctuates along the direction of water depth, and the fatigue damage is the most serious near the top and lower flexible joints, and the fatigue damage of the test string is about 0.2 ~ 0.25 times the fatigue damage of the riser. Properly increasing the top tension of the riser and measuring the lifting force of the string can effectively improve the vortex-induced fatigue performance of the coupled system of the test string and the riser.
【作者單位】: 中國石油大學(xué)海洋油氣裝備與安全技術(shù)研究中心;中海石油有限公司湛江分公司;
【基金】:國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目(2015CB251200) 山東省自然科學(xué)基金聯(lián)合專項(ZR2014EL018,ZR2016EL08) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費專項(15CX06058A)
【分類號】:TE951
【正文快照】: 隨著中國陸地和淺海油氣資源勘探開發(fā)進程逐漸衰減,油氣勘探逐漸走向深海。深水油氣測試對于及時發(fā)現(xiàn)和準確評價海洋油氣資源具有重要意義[1-2]。深水測試管柱作為海洋深水勘探開發(fā)的主 要工具,主要包括測試油管柱、井下工具及各種閥門等[2]。測試過程中由于測試工藝、管柱結(jié)
【參考文獻】
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