海洋深水钻井隔水管系统动力特性分析.pdf

第31卷第3期
石油钻采
Vol 31 No
2009年6月
OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY
Jun.2009
文章编号:1000-7393(2009)03-0001-04
海洋深水钻井隔水管系統动力特性分析
刘书杰』谢玉洪2杨进」谢仁军。张春阳林海春彭作汝
(1,中海石油有限公司北京研究中心,北京10007;2.中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江524057;
3.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京10249;4.中海石油有服公司,北京10007)
摘要:海洋钴井隔水管是逹接海底井ロ与钻井船的重要设备,文中利用描述膈水管运动的四阶非线性偏微分方程,应用有
限差分法对隔水管的受力情况进行数值分析,考虑了预张力和浮力块以及其他因素对隔水管的影响,并编制了相应的计算软
件。文中所提供的力学分析方法及计算程序具有方法简便、计算精度高和运算速度快等特点,能够为深水钻井隔水管设计和校
核提供可靠的理论依据和指导,具有较好的应用价值。
关键词:钴井隔水管;数值模拟;动力分析
中图分类号:TE52
文献标识码:A
Drilling riser dynamic characteristics of marine deep water
LIU Shujie XIE Yuhong, YANG Jin, XIE Renju, ZHANG Chunyang LIN Haichun, PENG Zuoru
(1. CNOOC Research Center, Beijing 100027, Chin; 2. Zhan iang o of OOC, Zhanjiang 524057, China 3. MOE Key Laboratory ofpetrlezm
Engineering, China University ofpetoleum, Beijing 102249, China; 4. China Nationa fshore Oil Corton, Beijing 100027, Chin)
Abstract: Offshore drilling risers arc important for connecting seabed wellhead and drilling vessels. By using fourth-order nonlin
ear partial differential equations for describing iser movement and the finite difference method(F DM), simulation analysis is conducted
on riser forces. Considering the effect of top tension, buoyancy blocks and other factors on riser, corresponding calculation software is
developed. The mechanical analysis and calculation pro am put forward in this paper feature in simplicity, high efficiency and hih
speed of calculation. They may be well applied to deep water drilling riser design and verification
Key words: driling riser, numerical simulation; dynamic analysis
随着深水海域石油天然气资源的勘探开发,深1隔水管的动力分析模型
水钴井船和石油平台将会大量使用。钴井隔水管是
Dynamic analysis model for risers
连接海底井口与钻井船的重要设备。随着海水深
度的增加,隔水管柱的受力状态更加恶劣和复杂,而
基本方程
且国内在深水海域的钴探井数量比较少,深水钻井
Basic equations
经验也比较欠缺,所以开展深水条件下隔水管力学
根据文献[2]的基本假设,隔水管的挠曲微分
分析研究是十分必要的。笔者利用四阶非线性偏微方程可以写为
分方程来对隔水管进行分析,并应用有限差分法对
M-+E
R.2=F(2(1)
隔水管的受力情况进行数值分析是比较方便的一种
O
方法。
式中,M为隔水管和内含物的单位长度的质量分布
攻关项目:本研究为中国海洋石油总公司科技攻关深水重点项目部分研究内容,项目编号:Z2004SLTJ-0282。
作者简介:刘书杰,1966年生。钻采部经理,主要从事海洋钻完井工程方面研究工作,高级工程师。E-mai:liushi(@cnooc.com.cn