中央高校基本科研业务费专项资金(11CX05009A)
- 作品数：9 被引量：83H指数：5
- 相关作者：畅元江陈国明陈黎明张磊刘秀全更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学中国石油更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家科技重大专项长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程交通运输工程天文地球一般工业技术更多>>
- 深水钻井隔水管-井口系统涡激疲劳详细分析被引量：21
- 2014年
- 提出基于威布尔分布的隔水管一井口系统涡激疲劳详细分析方法，根据海洋环境条件的长期统计分布特征，采用随机变量的威布尔分布理论划分涡激疲劳详细分析的工况，得到具有不同超越概率的流剖面。在此基础上，应用涡激振动疲劳分析程序SHEAR7计算各个流剖面对应的涡激疲劳损伤，按照其发生概率折算得出隔水管系统总的疲劳损伤。算例结合南海某油井隔水管系统设计和具体海况参数，给出了上述方法的具体应用。研究表明，采用常规三种单一流剖面计算得到的涡激疲劳寿命分别为1．95年、0．039年和0．012年，而采用基于威布尔分布的涡激疲劳详细分析得到的疲劳寿命约为40年。两种方法相比，由于后者更符合实际的海洋环境条件，预测隔水管-井口涡激疲劳损伤更为合理，从而可以避免过于保守的隔水管钻前设计。推荐涡激疲劳详细分析工况数量为20-28个。
- 畅元江杨焕丽刘秀全刘康
- 关键词：深水钻井威布尔分布
- 基于AMESim的平台隔水管张紧器建模与仿真研究被引量：11
- 2013年
- 在简要介绍深水平台隔水管张紧器结构和工作原理之后,通过分析张紧器气体状态参数变化规律、液压管线压降及液压缸内摩擦力,得到张紧力及张紧器刚度计算公式。以建立的数学模型为基础,基于AMESim软件建立张紧器仿真模型,并以国外一种直接作用式张紧器为例进行实例计算,研究不同参数对张紧器性能的影响。研究结果表明,张紧力随活塞冲程的变化是非线性的,但线性化的张紧力变化曲线与非线性变化曲线基本一致,张紧器的特性类似线性弹簧;高压气体体积和压力对张紧力和张紧器刚度变化起主要作用,增大空气瓶体积不影响张紧器活塞零冲程位置的张紧力,但可以减小张紧器刚度并减缓刚度随活塞冲程的变化,增加张紧力的稳定性。
- 张磊畅元江刘秀全刘康杨焕丽
- 关键词：隔水管张紧器AMESIM张紧力刚度
- 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
- 隔水管快速接头卡簧设计与分析被引量：5
- 2012年
- 从快速接头连接过程的角度出发,针对隔水管快速接头的关键部件卡簧,建立卡簧变形与卡簧端面角度及开口角的关系式,采用理论计算与仿真模拟相结合的方法,对卡簧的端面角度及开口角进行了优化。并采用有限元分析软件ABAQUS对所设计的快速接头进行了局部分析和强度校核。分析结果表明,卡簧变形理论值与仿真结果相比误差在10%以内,即在正常使用的卡簧斜面倾角范围内,得到的卡簧变形量计算式能够为卡簧斜面倾角与开口角的合理设计提供理论依据。卡簧变形量与卡簧截面惯性矩有关,卡簧开口角度大小对卡簧变形量的改变影响不大。采用倒圆角的方法,能够很好地解决卡簧结构开口处的应力集中问题,对卡簧的改进具有指导作用。
- 温纪宏关幼耕畅元江
- 关键词：隔水管ABAQUS有限元
- 隔水管伸缩接头密封性能分析被引量：2
- 2013年
- 介绍深水钻井隔水管伸缩接头的密封结构及其密封机制,确定伸缩接头密封圈密封失效模式和失效判据;以隔水管伸缩接头密封环为研究对象,利用ABAQUS软件建立其有限元分析模型,分析密封环在不同驱动压力和不同摩擦率下的密封性能。结果表明,驱动压力、摩擦因数均对伸缩接头密封圈最大接触应力有一定的影响,正常使用范围内,能够保证其正常密封性能;驱动压力一定,剪切应力随着摩擦因数的增加先缓慢减小后显著增大。
- 温纪宏陈国明畅元江刘秀全刘玉亮
- 关键词：密封环
- 水下GPS定位技术在流花4-1油田井口定位中的应用被引量：2
- 2013年
- 在国内首个采用深水开发模式自营开发油田——流花4-1油田(LH4-1油田)的钻井作业中,要求对水下井口精确定位和井口导向基盘方位精确控制,为满足作业要求,采用了水下GPS定位技术。该技术利用水声相对定位技术与GPS水面高精度定位技术相结合的方式,经过比较分析水声定位技术三大系统长基线定位技术、短基线定位技术和超短基线定位技术的特点,在LH4-1油田水下井口定位作业中选用了长基线定位系统与GPS定位系统组合形成的组合定位系统,编制了水下无线罗经和水下机器人配合下水下井口精确定位及井口导向基盘控制的详细施工程序。作业后测量表明,定位精度均满足设计要求,取得了良好的实施效果,圆满解决了LH4-1油田钻井水下井口精确定位及基盘方位精确控制的难题。
- 苏峰张伟国李泽民畅元江陈国明
- 关键词：GPS定位水声定位
- 全尺寸深水钻井隔水管单根耦合分析被引量：1
- 2012年
- 为研究不同工况下隔水管单根各部件的受力状况,采用有限元软件ABAQUS建立全尺寸隔水管单根耦合分析模型,模型充分考虑单根各部件的相互关系。提取整体分析结果作为单根局部分析的边界条件,进行作业工况下隔水管柱单根耦合分析,并进行额定载荷工况下单根的极限承载分析。分析结果表明,正常作业工况下,单根最大等效应力发生在主管上,主管应力和变形均较大,而辅助管线和隔水管夹的应力与变形则可忽略;极限工况条件下,隔水管单根仍满足强度要求,但此时主管最大等效应力已接近其许用应力,所以选配隔水管单根时应尽量保证隔水管承受的工作载荷小于其接头的额定载荷。作业工况和极限工况下,主管几乎承担隔水管单根所承受的所有载荷。
- 畅元江鞠少栋陈国明王荣耀
- 关键词：深水钻井ABAQUS
- 隔水管接头O形密封圈密封性能分析被引量：14
- 2013年
- 针对海洋石油开采中隔水管接头密封失效会增加大量的钻井成本,钻井液泄漏会污染海洋环境等问题,开展了隔水管接头O形密封圈密封性能的研究,确定了O形密封圈密封失效模式和失效判据。以隔水管O形密封圈为研究对象,利用大型有限元分析软件ABAQUS建立其有限元分析模型,对密封圈在不同工作压力、不同压缩率和不同密封端面角度下的密封性能进行了分析。分析结果表明,压缩率一定时,最大应力随着工作压力的增加而增加,且应力峰区位置逐渐向O形圈被挤入的位置移动;工作压力、压缩率及密封配合端面角度对O形圈最大接触应力有一定的影响,正常使用范围内,能够保证O形圈的正常密封性能;一定在压缩率范围内,剪应力随着压缩率的增加而增大明显。分析结果可以为隔水管接头O形密封圈的优化设计提供参考。
- 温纪宏陈国明畅元江代福强
- 关键词：隔水管O形密封圈有限元分析ABAQUS
- 深水钻井隔水管与防喷器紧急脱离后的反冲响应分析被引量：20
- 2013年
- 深水钻井中,若底部隔水管总成与防喷器紧急脱离,隔水管会反冲,易导致钻井事故。为了解隔水管紧急脱离后的反冲响应规律,分析了隔水管反冲产生的原因及反冲响应过程,明确了隔水管反冲响应的机理和关键影响因素。在此基础上,建立了隔水管张紧器及钻井液下泄分析模型,以探究张紧力随活塞冲程变化的规律及钻井液下泄时作用在隔水管上的摩擦力随时间变化的规律。综合考虑各关键影响因素,基于ANSYS有限元分析软件,建立了隔水管反冲响应分析模型,并以1 500m水深钻井中的隔水管为例,计算、分析了不同紧急脱离时刻和顶部张紧力条件下的反冲响应。分析结果表明,与防喷器紧急脱离后,隔水管在顶部张紧力作用下加速向上反冲,伸缩节冲程减小。研究认为,紧急脱离的时间与顶部张紧力的大小对隔水管反冲响应有重要影响,因此应合理选择紧急脱离时刻和顶部张紧力,以保证紧急脱离条件下深水钻井隔水管系统的作业安全。
- 张磊畅元江刘秀全刘康陈黎明
- 关键词：深水钻井隔水管防喷器张紧器反冲
