本文選題：深水鉆井　切入點：隔水管　出處：《中國石油大學(xué)(華東)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：深水鉆井隔水管監(jiān)測作業(yè)已逐步成為國際海洋石油鉆采工程中的常規(guī)項目,該作業(yè)的順利實施對于提升隔水管系統(tǒng)深水/超深水作業(yè)安全性有重要意義,本文依托國家“十二五”科技重大專項“深水油氣田開發(fā)鉆完井工程配套技術(shù)”子課題“深水鉆井隔水管作業(yè)管理及安全評價技術(shù)”(2011ZX05026-001-05),針對我國南海作業(yè)環(huán)境和南海某深水鉆井平臺所配置的隔水管具體情況,開展隔水管監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究。主要包括以下三方面內(nèi)容:(1)分析調(diào)研目前國內(nèi)外隔水管系統(tǒng)渦激振動研究現(xiàn)狀,運用理論分析方法,研究隔水管系統(tǒng)渦激振動監(jiān)測方案確定方法;考慮隔水管系統(tǒng)作業(yè)全周期海流變化所激發(fā)單模態(tài)/多模態(tài)渦激振動情況,以威布爾分布為理論基礎(chǔ),從各階模態(tài)發(fā)生概率角度,研究隔水管系統(tǒng)渦激振動監(jiān)測點布局優(yōu)化方法;并以1000 m、1500 m、2000 m三種典型水深隔水管系統(tǒng)作為算例,實例給出隔水管系統(tǒng)監(jiān)測點布局及優(yōu)化方法的應(yīng)用。(2)提出隔水管系統(tǒng)渦激振動模態(tài)反演分析方法,通過隔水管渦激振動監(jiān)測系統(tǒng)實測數(shù)據(jù),提取隔水管系統(tǒng)渦激振動主頻率,得到該隔水管系統(tǒng)實際激發(fā)振動模態(tài);開展隔水管渦激振動振型反演分析方法研究,即利用隔水管系統(tǒng)渦激振動激發(fā)模態(tài),結(jié)合有限元法算得系統(tǒng)各階模態(tài)歸一化振型,反演分析隔水管系統(tǒng)單模態(tài)/多模態(tài)渦激振動實際振型;以監(jiān)測點處有限元分析結(jié)果模擬監(jiān)測實測數(shù)據(jù)進行反演分析,對比反演分析結(jié)果與隔水管有限元分析結(jié)果差異性,驗證反演分析方法的可行性、準(zhǔn)確性。(3)基于現(xiàn)有隔水管監(jiān)測儀器殼體結(jié)構(gòu),以南海某深水鉆井平臺配置的隔水管單根為載體,以機械聯(lián)接安全可靠,安裝過程方便快捷,且對隔水管表面無磨損為目標(biāo),設(shè)計隔水管系統(tǒng)監(jiān)測儀器聯(lián)接支架;對主體監(jiān)測聯(lián)接支架進行試制和現(xiàn)場安裝試驗,使設(shè)計得到應(yīng)用;編制隔水管系統(tǒng)渦激振動監(jiān)測作業(yè)管理軟件,使課題研究成果與現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)合更為緊密。
[Abstract]:Deep-water drilling riser monitoring operation has gradually become a routine project in international offshore oil drilling and production engineering. The smooth implementation of this operation is of great significance to enhance the safety of deep-water / ultra-deep water operation of riser system. This paper relies on the national "12th Five-Year Plan" important science and technology project "Deep water oil and gas field development drilling and completion engineering supporting technology" sub-project "Deep water drilling riser operation management and safety evaluation technology", and aimed at the South China Sea operating environment and South China Sea operating environment and South China Sea. The specific situation of the riser in a deepwater drilling platform in the sea, Research on the application technology of riser monitoring system. It mainly includes the following three aspects: 1) Analysis and investigation of the current situation of vortex-induced vibration of riser system at home and abroad, and the use of theoretical analysis method. This paper studies the determination method of vortex-induced vibration monitoring scheme for riser system, considering the single-mode / multi-mode vortex-induced vibration caused by the variation of the current in the whole cycle of the riser system, and taking Weibull distribution as the theoretical basis, from the angle of probability of occurrence of each mode, This paper studies the method of optimizing the location of vortex-induced vibration monitoring points of riser system, and takes three typical water-riser systems of 1000mm ~ 1500mm ~ 2000m as an example. The application of monitoring point layout and optimization method in riser system is given. (2) an inverse analysis method of vortex-induced vibration mode of riser system is put forward. The main frequency of vortex-induced vibration of riser system is extracted by the measured data of vortex-induced vibration monitoring system of riser. The actual excited vibration modes of the riser system are obtained, and the inverse analysis method of the vortex-induced vibration mode of the riser is studied, that is, using the vortex-induced vibration excitation mode of the riser system and the finite element method, the normalized modes of the system are calculated. The actual vibration modes of single-mode / multi-mode vortex-induced vibration of riser system are inversely analyzed, and the results of finite element analysis at the monitoring point are simulated and analyzed, and the results of inversion analysis are compared with the results of finite element analysis of risers. To verify the feasibility of the inverse analysis method, veracity. (3) based on the shell structure of the existing riser monitoring instrument, taking the single root of the riser set up on a deepwater drilling platform in the South China Sea as the carrier, the mechanical connection is safe and reliable, and the installation process is convenient and quick. For the purpose of no wear on the surface of the riser, the connecting support of the monitoring instrument of the riser system is designed, and the trial production and field installation test of the main monitoring connection support are carried out, so that the design can be applied. The work management software of vortex-induced vibration monitoring of riser system is developed, which makes the research results more closely combined with the field application.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE52

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本文編號：1580857