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深水测试管柱-隔水管耦合涡激疲劳分析
  • ISSN号:1673-5005
  • 期刊名称:《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 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]中国石油大学海洋油气装备与安全技术研究中心,山东青岛266580, [2]中海石油有限公司湛江分公司,广东湛江518067
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项目(2015CB251200); 山东省自然科学基金联合专项(ZR2014EL018,ZR2016EL08); 中央高校基本科研业务费专项(15CX06058A)
中文摘要:

在深水钻完井测试作业过程中,由于海流作用隔水管易发生涡激振动引起疲劳损伤,由隔水管涡激振动引起测试管柱疲劳损伤问题不容忽略。针对深水高压气井测试作业特点,考虑测试管柱和隔水管之间相互作用,建立测试管柱-隔水管耦合涡激振动模型,提出测试管柱-隔水管涡激疲劳分析方法。结合南海某深水高压气井,研究测试管柱-隔水管耦合系统涡激振动机理、疲劳损伤规律及影响因素。研究结果表明:测试管柱-隔水管耦合系统高流速下更易于发生多模态涡激振动,疲劳损伤沿水深方向呈现波动变化,顶部和下挠性接头附近疲劳损伤最为严重,其中测试管柱疲劳损伤约为0.2-0.25倍隔水管疲劳损伤,适当增大隔水管顶张力和测试管柱提升力可有效改善测试管柱-隔水管耦合系统涡激疲劳性能。

英文摘要:

The fatigue damage induced by vortex in a riser occurs frequently during deepwater drilling/completion and testing operations,while the testing string fatigue caused by vortex-induced vibration in a riser also could not be ignored.The stringriser coupled system model was established in the present paper,and the fatigue algorithm was also proposed by considering the characteristics of testing operation in high pressure deepwater gas wells and the interaction between the string and riser.Concentrating on a high pressure deepwater gas well in South China Sea,the vortex-induced vibration mechanism,the fatigue damage rules and the influence factors were investigated.The results show that the multi-modal vibration occurs easier in the string-riser coupled system at a high velocity.The fatigue damage is fluctuating with the increase of the water depth,and the maximum fatigue damage is located on the top side and the lower flexible joint.The fatigue damage of the testing string is about 0.2-0.25 times as big as that of the riser.An appropriate increase of the riser top tension and the string lifting force would effectively improve the vortex-induced vibration fatigue performance of the string-riser coupled system.

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期刊信息
  • 《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中国石油大学(华东)
  • 主编:袁静(执行)
  • 地址:山东省东营市北二路271号
  • 邮编:257061
  • 邮箱:journal@upc.edu.cn
  • 电话:0546-83922495 86983262
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5005
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1441/TE
  • 邮发代号:24-273
  • 获奖情况:
  • 本刊1996年以来历届山东省优秀期刊奖,曾荣获1999年全国高校学报优秀期刊二等奖,2001年...,2012年获教育部第四届中国高校精品科技期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9288