国家自然科学基金(50904078)
- 作品数：12 被引量：138H指数：9
- 相关作者：陈国明畅元江鞠少栋许亮斌陈黎明更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学中国海洋石油总公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球交通运输工程更多>>
- 深水钻井隔水管与井口技术研究进展被引量：33
- 2013年
- 钻井隔水管与井口系统是深水钻井装备中重要而薄弱的环节,其正确设计与使用直接关系到钻完井作业的顺利完成。系统开展了面向南海的深水钻井隔水管与井口技术研究,建立其力学分析方法,形成一套深水钻井隔水管与井口系统钻前设计与作业技术体系;提出隔水管与井口系统的波激疲劳、涡激疲劳、磨损以及隔水管接头完整性评估方法,并进一步完善深水钻井隔水管与井口完整性管理方案;建立深水钻井隔水管关键装备与作业风险评价框架,探索台风环境下的隔水管系统安全保障的关键技术;在此基础上开发深水钻井隔水管作业管理软件,承担中国南海6口自营深水井的隔水管与井口系统钻前设计与作业技术研究工作,成功将科研成果应用到深水钻井实践中,并取得良好的应用效果。笔者对这些进展进行总结和回顾,并对今后的研究方向进行展望。
- 陈国明刘秀全畅元江许亮斌
- 关键词：深水钻井隔水管井口完整性
- 超深水钻井隔水管-井口系统涡激振动疲劳分析被引量：17
- 2011年
- 超深水钻井作业经常发生隔水管涡激疲劳问题,而由隔水管涡激振动(VIV)引起的井口系统疲劳可能更为严重。根据超深水隔水管-井口系统VIV疲劳分析算法与计算流程,建立隔水管-井口系统整体有限元模型,通过模态分析提取各阶模态下所有节点的振型、斜率和曲率,应用SHEAR7程序进行详细疲劳分析,识别系统关键疲劳部位,评估系统的VIV疲劳寿命,并研究顶张力、防喷器(BOP)、导管结构尺寸及井口出泥高度对井口系统VIV疲劳特性的影响规律。针对南海某超深水井的隔水管-井口系统进行实例分析,结果表明,超深水隔水管-井口系统容易发生多阶模态振动,系统最大疲劳损伤位于导管上,系统疲劳寿命满足作业要求,适当提高顶张力、采用小型化的BOP、增大导管抗弯刚度以及降低井口出泥高度均可有效改善井口系统的VIV疲劳性能。
- 孙友义鞠少栋蒋世全陈国明
- 关键词：钻井隔水管井口导管涡激振动有限元分析
- 深水钻井隔水管悬挂窗口确定方法被引量：29
- 2012年
- 隔水管悬挂窗口为允许隔水管进行悬挂作业的环境载荷极值条件,钻前形成悬挂窗口对于指导隔水管现场作业至关重要。提出隔水管软、硬悬挂模式作业窗口分析方法,建立隔水管轴向动力分析有限元模型,基于隔水管悬挂作业限制准则,进行不同海况条件下的隔水管悬挂窗口研究。波高周期作业窗口分析表明,隔水管硬悬挂窗口受平台升沉运动与波浪周期共同影响,波浪周期在10～16s、20～24s之间的作业窗口较窄,硬悬挂自存时推荐平台艏向取45°浪向角;隔水管软悬挂窗口主要受伸缩节冲程限制,不同浪向角下的作业窗口基本相同。波浪海流作业窗口分析表明,海流流速越大隔水管悬挂允许的最大波高越小。对比两种悬挂模式下的作业窗口,软悬挂模式较大地扩展了隔水管的悬挂作业窗口。
- 鞠少栋畅元江陈国明陈黎明许亮斌
- 关键词：深水钻井隔水管
- 深水钻井隔水管单根基本参数确定方法被引量：11
- 2012年
- 提出利用各种力学准则确定深水钻井隔水管单根基本参数的方法,包括单根主管与辅助管线参数、浮力块参数、隔水管接头参数等。结果表明:确定隔水管单根主管基本尺寸主要有环向应力准则、轴向应力准则和挤毁压力准则,根据环向应力准则得到的结果最保守;确定辅助管线参数主要依据等效应力准则;确定浮力块参数主要是合理确定浮力块的外径和密度;隔水管接头等级确定要依据规范考虑不同载荷工况进行选型设计。外径0.5334 m,内径0.48895 m的隔水管可应用于1.830 km深的水域,且隔水管系统中无须配置填充阀,辅助管线设计合理,浮力块选用3种密度可满足工作水深的需要,选配E级隔水管接头可满足使用要求。
- 畅元江鞠少栋陈国明许亮斌殷志明赵立红
- 关键词：深水钻井隔水管接头
- 深水钻井隔水管避台撤离动力与长度优化被引量：14
- 2012年
- 钻井平台作业过程中遭遇强台风时,可能由于种种原因导致隔水管未被完全回收,平台只能下挂隔水管实施撤离。撤离过程中隔水管受到强烈的海流载荷作用,使平台的撤离航向与航速受到严重限制。提出隔水管避台撤离分析方法,建立软硬两种悬挂模式下撤离隔水管有限元模型,进行不同航向与航速下的隔水管悬挂撤离分析,研究隔水管悬挂撤离作业窗口,并对隔水管悬挂长度进行优化。分析表明,隔水管软悬挂撤离作业窗口较大,推荐平台采用软悬挂模式进行撤离,如不具备软悬挂实施条件,提前回收部分隔水管并将其余部分硬悬挂在平台上进行撤离也是一种可行的方案。
- 陈黎明陈国明孙友义蒋世全畅元江许亮斌
- 关键词：钻井隔水管
- 基于CFD的深水隔水管螺旋列板几何参数优选被引量：14
- 2010年
- 基于计算流体动力学方法(CFD),利用FLUENT软件计算亚临界雷诺数条件下隔水管和螺旋列板的升力系数和曳力系数等流场参数并进行对比;以流场参数为目标函数,建立正交数值模拟试验,并对螺旋列板几何参数进行敏感性分析,确定几何特性对列板性能的敏感度。结果表明:列板高度和条数对减振功效和曳力性能都有显著影响;优化的几何参数组合可为现场应用中螺旋列板的结构设计提供参考。
- 鞠少栋陈国明盛磊祥畅元江
- 关键词：隔水管
- 超深水钻井作业隔水管顶张力确定方法被引量：28
- 2011年
- 对于深水和超深水钻井作业,确定钻井隔水管系统顶张力是钻前设计非常重要的工作。研究三种隔水管系统顶张力确定方法,分别是理论方法、基于隔水管系统底部残余张力方法和基于下放隔水管系统的最大钩载方法。算例计算与超深水钻井实践对比表明,在相同的隔水管系统配置下,三种方法计算结果都接近于实际钻井作业时的顶张力设定值。但研究认为,基于下放最大钩载的顶张力计算方法简单实用,推荐作为优选方法。
- 鞠少栋畅元江陈国明许亮斌殷志明
- 关键词：钻井隔水管
- 深水钻井隔水管快速接头数字样机开发
- 夹式快速接头结构突破了传统的公接头和母接头采用螺栓连接的局限,通过360°对称分布的卡块连接隔水管单根,使接头达到最快的装配速度,提高了整个接头的承载能力。针对夹式隔水管快速接头,结合数字样机设计技术,研究接头及其单根的...
- 畅元江陈国明王荣耀
- 关键词：深水钻井隔水管数字样机
- 文献传递
- 新型深水钻井隔水管技术进展及在我国南海应用的建议被引量：5
- 2009年
- 新型深水钻井隔水管技术既可降低对钻井船的要求,也可显著减少深水钻井的作业时间,甚至无需改造和升级即可显著提高钻井船的深水能力。对近10年来国外研究与应用的新型深水钻井隔水管技术进行了概括,主要包括双梯度钻井隔水管技术,夹式隔水管与超静定集成系统,自由站立隔水管技术,高压表面防喷器钻井隔水管技术,细型钻井隔水管系统,非旋转钻杆保护器技术,非钢质钻井隔水管技术等,对部分新技术给出了适用性评价,并对深水钻井隔水管技术在我国南海的应用提出了建议。
- 畅元江陈彬陈国明鞠少栋许亮斌殷志明
- 关键词：深水钻井
- 超深水钻井隔水管动力分析理论研究与数值模拟(英文)被引量：16
- 2010年
- 随着钻井作业向深水(500～1500m)和超深水(1500m以上)发展,在交变海洋环境载荷波浪力、海流力和浮式钻井平台运动的共同作用下,隔水管的动态响应更加显著。文中探讨了隔水管侧向振动的数学模型、动态特性分析中的结构与环境载荷建模技术及其非线性动力分析方法,研究并对比了不同分析方法在计算效率、计算精度和工程适用性等方面的差异。介绍了时域内应用ABAQUS软件进行超深水钻井隔水管非确定性动力分析的算法与详细流程,算例比较了不同边界条件对深水钻井隔水管动态特性的影响。研究表明,时域非确定性分析最为精确但需要时间最长,且只能采用线性AIRY波浪理论;理论上,海流主要引起隔水管动态响应的时不变部分,但该时不变部分不等同于海流引起的隔水管静态响应,一种简化方法只将海浪与钻井船运动作为动载荷而不考虑海流对动态响应的贡献;钻井船运动和波浪载荷是隔水管动态响应分析主要的动载荷,对于超深水隔水管来说,钻井船运动是首要的动载荷,其慢漂运动对隔水管性能有重要影响,而波浪仅对隔水管局部产生作用。
- 畅元江陈国明
- 关键词：深水钻井隔水管分析技术计算方法
