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剪切流作用下隔水管涡激振动响应机理
  • ISSN号:1000-0747
  • 期刊名称:《石油勘探与开发》
  • 时间:0
  • 分类:TE52[石油与天然气工程—油气田开发工程]
  • 作者机构:[1]油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学, [2]中国海洋石油总公司, [3]中海石油中国有限公司深圳分公司, [4]海洋工程国家重点实验室上海交通大学
  • 相关基金:国家自然科学基金“基于钻井系统动力学的深海钻井升沉补偿系统机理研究”(51274171);国家科技重大专项“深水油气井测试关键技术研究”(2011ZX05026-001-07)
中文摘要:

开展剪切流作用下隔水管涡激振动实验,分析剪切流作用下隔水管涡激振动特征参数及振动响应机理。实验中基于光纤光栅传感器测试技术采集剪切流作用下隔水管在流向和横向的涡激振动响应,实验数据处理时消除了实测信号中隔水管轴向预张力的影响并采用模态分析法求取隔水管位移响应。实验数据分析表明,剪切流作用下:隔水管不同位置处同一方向涡激振动响应频率一致;涡激振动锁定现象发生在涡泄频率对应的最大阶次固有频率附近且涡激振动受该阶次固有频率主导;受模态竞争的影响,剪切流涡激振动呈现多频响应形式;隔水管在流向的主导频率是横向主导频率的2倍;受相位角影响,实验中隔水管单个振动周期的运动轨迹呈扁斜“8”字形,多个轨迹重叠后呈“新月”形。图8表1参27

英文摘要:

Vortex-induced vibration of the drilling riser under shear flow was studied by experimental method, and the characteristic parameters of vortex-induced vibration under the shear flow were obtained. The vortex-induced vibration response in both in-line and cross-flow directions were captured by measuring technique based on the fiber Bragg. The influence of the pre-tension during the experiment was eliminated and the experimental data was analyzed by modal analysis method. Results show that, under the shear flow, the dominant frequencies of the drilling riser at different locations are the same, however the shedding frequencies at different locations are different; when the vortex shedding frequency is close to the maximum order of the natural frequency, the lock-in phenomenon occurs, and the dominant frequency equals to this natural frequency; the vortex-induced vibration caused by shear flow is in the form of multi-modal for the influence of modal competition; the in-line direction response frequency is twice the cross-flow direction one; a single vibration period of the riser's displacement trajectory appears as an inclined “8” shape, and the multiple vibration period of the riser's overlapped displacement trajectory appears as a crescent shape.

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期刊信息
  • 《石油勘探与开发》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国石油天然气集团公司
  • 主办单位:中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院 中国石油集团科学技术研究院
  • 主编:戴金星
  • 地址:北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院文献中心数据楼605室
  • 邮编:1888400083
  • 邮箱:huweiwei@petrochina.com.cn
  • 电话:010-83595762
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0747
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2360/TE
  • 邮发代号:82-155
  • 获奖情况:
  • 13次获“百种中国杰出学术期刊”奖,2008—2015年...,2008年、2011年、2014年,连续3届入选“中国精品...,2009年、2011年、2013年、2015年、2017年,连续5...,2012年—2016年,连续5次入选“中国最具国际影响...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35883