超深水钻井系统隔水管波致疲劳研究

doi:10.7623/syxb2009028

石油学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (3): 460-464.DOI: 10.7623/syxb2009028

超深水钻井系统隔水管波致疲劳研究

孙友义, 陈国明

中国石油大学机电工程学院山东东营 257061

收稿日期:2008-09-10 修回日期:2008-12-01 出版日期:2009-05-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:孙友义,男,1983年2月生,2007年获中国石油大学(华东)工学硕士学位,现为中国石油大学(华东)在读博士研究生,主要从事深海石油装备强度与可靠性方面的研究.E-mail:youyisun@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金重点项目(No.60534050)资助

Research on wave-loading fatigue of drilling riser in ultra-deep water drilling

SUN Youyi, CHEN Guoming

College of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum, Dongying 257061, China

Received:2008-09-10 Revised:2008-12-01 Online:2009-05-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要：

钻井隔水管是深水油气田开发的关键装备,钻井系统浮体运动与波浪载荷可能导致隔水管的疲劳失效。在超深水环境下,浮体与细长结构之间的交互作用十分显著,而基于常规解耦方法预测得到的隔水管波致疲劳状况是不准确的,因此,建立了超深水环境下的系泊钻井系统有限元模型。基于耦合系统分析方法,对隔水管疲劳特性进行的研究表明,由低频浮体运动导致的低频疲劳是引起隔水管疲劳失效的重要因素,同时受浮体与细长结构之间耦合效应的影响也比较显著。因此,精确预测浮体运动是分析隔水管波致疲劳的关键,推荐采用耦合系统分析方法。

关键词: 超深水钻井系统, 隔水管, 波致疲劳分析, 耦合系统分析方法, 浮体运动, 波浪载荷

Abstract:

Drilling riser is the key equipment for oil and gas development in deep water.The motion of floater in drilling system and wave load may lead to fatigue failure.Under the condition of the ultra-deep water,the interactions between the floater and slender strings are particularly pronounced.The wave-loading fatigue of riser calculated by the traditional de-coupled approach may be inaccurate.So a finite element model of a complete moored drilling system in the ultra-deep water was built.The study on the wave-loading fatigue characteristics of the riser based on the coupled system analysis indicated that the low-frequency fatigue induced by the low-frequency motions of floater is an important contributor to fatique failure of the riser and influenced significantly by the coupling effects between the floater and slender strings.The accurate prediction of floater motion is important to analyze the wave-loading fatigue of riser.The coupled system analysis is recommended for analysis on wave-loading fatigue of riser.

Key words: ultra-deep water drilling, riser, wave-loading fatigue analysis, coupled system analysis, floater motion, wave load

中图分类号:

TE58

孙友义, 陈国明. 超深水钻井系统隔水管波致疲劳研究[J]. 石油学报, 2009, 30(3): 460-464.

SUN Youyi, CHEN Guoming. Research on wave-loading fatigue of drilling riser in ultra-deep water drilling[J]. ACTA PETROLEI SINICA, 2009, 30(3): 460-464.

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Research on wave-loading fatigue of drilling riser in ultra-deep water drilling

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