采油樹(shù)在深海油氣開(kāi)發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。為了準(zhǔn)確了解鉆柱-采油樹(shù)縱向下放安裝過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性,基于鉆柱-采油樹(shù)實(shí)際安裝工況和動(dòng)力學(xué)基本原理,考慮平臺(tái)升沉運(yùn)動(dòng),建立鉆柱-采油樹(shù)縱向振動(dòng)力學(xué)仿真模型。在MATLAB中采用有限差分法對(duì)該模型進(jìn)行離散求解。分析升沉補(bǔ)償模式、PID控制器比例系數(shù)、補(bǔ)償缸體積、水深、鉆柱壁厚和采油樹(shù)質(zhì)量等因素對(duì)鉆柱-采油樹(shù)縱向振動(dòng)性能的影響。仿真結(jié)果表明:主動(dòng)式升沉補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償效果優(yōu)于被動(dòng)式升沉補(bǔ)償裝置;主動(dòng)式升沉補(bǔ)償裝置中PID控制器的比例參數(shù)kp增大時(shí),升沉補(bǔ)償效果增強(qiáng),但kp增大到一定值時(shí)會(huì)引起鉆柱-采油樹(shù)系統(tǒng)不穩(wěn)定;鉆柱-采油樹(shù)的縱向振動(dòng)位移隨著補(bǔ)償缸體積、鉆柱壁厚的增大而減小;所受應(yīng)力隨著補(bǔ)償缸體積、鉆柱壁厚的增大而減小,隨著采油樹(shù)質(zhì)量的增大而增大;在不同水深條件下,鉆柱-采油樹(shù)頂部的縱向振動(dòng)位移和應(yīng)力基本相同。研究結(jié)果可以為采油樹(shù)穩(wěn)定地下放安裝提供參考。 

【文章來(lái)源】：工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2020,27(04)北大核心CSCD

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【文章目錄】：
1 水下采油樹(shù)安裝工況分析
2 基于升沉補(bǔ)償?shù)你@柱-采油樹(shù)縱向振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型的建立
    2.1 鉆柱-采油樹(shù)縱向振動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析
    2.2 升沉補(bǔ)償裝置力學(xué)分析
        2.2.1 補(bǔ)償缸等效剛度k1的求取
        2.2.2 鋼絲繩等效剛度k2的求取
    2.3 鉆柱-采油樹(shù)縱向振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型的邊界條件
3 基于有限差分法的鉆柱-采油樹(shù)縱向振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型求解
    3.1 有限差分法的基本思路
    3.2 方程組差分的格式
    3.3 模型求解
4 實(shí)例仿真與結(jié)果分析
    4.1 升沉補(bǔ)償模式的影響
    4.2 PID控制器比例系數(shù)的影響
    4.3 補(bǔ)償缸體積的影響
    4.4 水深的影響
    4.5 鉆柱壁厚的影響
    4.6 采油樹(shù)質(zhì)量的影響
5 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水下臥式采油樹(shù)安裝過(guò)程定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 段禮祥,羅建梅,段夢(mèng)蘭.  安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]基于海試的水下立式采油樹(shù)安裝測(cè)試技術(shù)研究[J]. 肖仕紅,沙喆,梁政.  中國(guó)測(cè)試. 2017(08)
[3]基于OrcaFlex的深水采油樹(shù)下放安裝過(guò)程仿真研究[J]. 脫浩虎,李華,張贏今,秦樺,顧繼俊,王瑩瑩,段夢(mèng)蘭.  石油機(jī)械. 2017(03)
[4]水下采油樹(shù)DP船吊機(jī)下放安裝方法研究[J]. 葉永彪,王勇,張玉勇,方霖.  石油礦場(chǎng)機(jī)械. 2015(10)
[5]采油樹(shù)月池?zé)o導(dǎo)向安裝力學(xué)分析[J]. 湯建冬,尚照輝,阮偉東,周發(fā)學(xué),白勇.  低溫建筑技術(shù). 2015(09)
[6]水下采油樹(shù)月池導(dǎo)向安裝過(guò)程力學(xué)分析方法[J]. 周美珍,尚照輝,阮偉東,付劍波,張凡.  中國(guó)海上油氣. 2015(03)
[7]水下采油樹(shù)及下放安裝技術(shù)研究[J]. 肖易萍,蘇立國(guó),張憲陣,李偉,宋振華,段夢(mèng)蘭,周巖,顧繼俊.  石油礦場(chǎng)機(jī)械. 2014(08)
[8]基于有限差分法的變截面旋轉(zhuǎn)梁彎曲振動(dòng)[J]. 朱由鋒,朱由國(guó).  噪聲與振動(dòng)控制. 2014(03)
[9]有限差分法模擬電梯懸掛系統(tǒng)橫向受迫振動(dòng)[J]. 王文,錢(qián)江.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[10]深水隔水管橫向振動(dòng)力學(xué)分析[J]. 李子豐,王鵬,趙民,李雪嬌.  振動(dòng).測(cè)試與診斷. 2013(06)

碩士論文
[1]鉆柱升沉補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力響應(yīng)分析[D]. 劉彥武.中國(guó)石油大學(xué) 2010



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