發(fā)布時間：2020-09-10 19:29

　　 在海洋石油鉆井中,隔水管柱由于受力呈彎曲狀態(tài),這就造成了鉆桿鉆井過程中與隔水管間產(chǎn)生了較大摩阻,造成隔水管柱與鉆柱易磨損損壞,增加鉆井成本。而且更嚴重的是隔水管柱使用過程中的斷裂泄露很容易造成鉆井事故,并引發(fā)次生災害。自上世紀六七十年代以來,有大量的科研人員在海洋隔水管柱力學的理論及實驗等方面上進行了大量研究,但并未有人開展過削減隔水管柱與鉆柱摩擦磨損的研究�；谏鲜鲈�,我們有必要研究減小直至消除隔水管柱與鉆柱摩擦磨損的方法。李子豐教授獲權的發(fā)明專利《深水鉆井隔水管垂直裝置》最早提出了一種解決問題的方法,并以此為基礎進行了原理研究與分析。本課題以國家自然科學基金“深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)結構原理、受力分析和優(yōu)化設計(51674220)”為基礎,根據(jù)實際的海洋環(huán)境建立實驗裝置模擬隔水管柱受力彎曲,研究深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)原理的可行性。與常規(guī)的海洋工程實驗不同的是本課題中的試驗設備采用集中力代替海流的均布力,所以本課題具有一定的創(chuàng)新性。本文在參考現(xiàn)有相關實驗模擬裝置后,建立了深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)實驗裝置。該裝置包括了橫向力加載系統(tǒng)、頂部張力加載系統(tǒng)、繞繩系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)等。整體方案確定后,繪制了深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)的機械圖及其零件圖,在加工后進行了組裝,并布置了傳感器。編制程序調(diào)試實驗,確保實驗裝置各組成部分互相匹配,修正傳感器的報警參數(shù)。然后,改變實驗條件,充分驗證原理的可行性。實驗結果表明:深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)實驗裝置設計比較合理、滿足實驗需求,達到了設計初衷,驗證了深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)在實驗室條件下原理的正確性。但同時也存在一些設計不足問題,為此提出了具體的改進意見和后續(xù)的實驗內(nèi)容與方案。
【學位單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE951
【部分圖文】：

第 2 章 隔水管垂直系統(tǒng)工作原理研究與優(yōu)選 隔水管垂直系統(tǒng)工作原理研究與過渡的作用，根據(jù)深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)理提出解決辦法，分析各種解決方法的優(yōu)缺點，案作為構建隔水管垂直系統(tǒng)實驗裝置的原理模中，尤其是海洋深水鉆井過程中，隔水管柱并直狀態(tài)，而是呈圖 2-1 所示彎曲狀態(tài)。經(jīng)過大量隔水管柱距頂端的三分之一處左右變形最大。勢必會有較大的摩阻，也勢必會加速隔水管柱增大鉆井成本。

類的方案可以達到此目的：(1)增大隔水管的剛度；(2)用。水管剛度法[38]ZEIMρ=1 變的情況下，要減小形變的辦法只有增大慣性矩ZI 或者。根據(jù)資料，隔水管材料的鋼級已經(jīng)達到80X (最小屈服強用的規(guī)模，無論是增大慣性矩還是換用彈性模量更大的活動的經(jīng)濟性。因此，此方案在實際中沒有操作性。衡法理是用外力去平衡海流波浪等對隔水管的作用力，如圖

第 2 章 隔水管垂直系統(tǒng)工作原理研究與優(yōu)選分布力，因此想得到一個圖 2-2 所示理想化鋼桿模型下分布力可以轉(zhuǎn)化為集中力，如果先(海流力)轉(zhuǎn)化為集中在某些點上的集中力，以實現(xiàn)隔水管垂直系統(tǒng)的設想。但是實際隔如圖 2-3 所示。但是我們可以通過把隔水管的設想，顯而易見這是目前的科技下可實現(xiàn)件下鉆柱與隔水管柱的摩阻小。海面

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本文編號：2816225