【摘 要】
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水下防喷器组与隔水管系统、井口系统共同构成连接平台与海底油藏的通道,随着水下防喷器组的不断增大,较重的防喷器组将增加防喷器/井口系统的自然周期,使其更容易受到波浪载荷的动态影响。动态响应对隔水管系统作业影响也不断增加,对隔水管系统的安全作业造成重大的威胁。本论文以十三五国家科技重大专项子课题“深水隔水管-水下井口全寿命完整性技术及工程应用”为依托。针对我国南海深水油气勘探与开发的需要,开展水下防喷
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水下防喷器组与隔水管系统、井口系统共同构成连接平台与海底油藏的通道,随着水下防喷器组的不断增大,较重的防喷器组将增加防喷器/井口系统的自然周期,使其更容易受到波浪载荷的动态影响。动态响应对隔水管系统作业影响也不断增加,对隔水管系统的安全作业造成重大的威胁。本论文以十三五国家科技重大专项子课题“深水隔水管-水下井口全寿命完整性技术及工程应用”为依托。针对我国南海深水油气勘探与开发的需要,开展水下防喷器组对深水钻井隔水管响应影响研究,为我国深水钻井安全作业提供理论依据。本文的主要研究进展总结如下:（1）开展水下防喷器组等效理论基础研究,建立水下防喷器组静态平衡方程和结构动力学方程,建立水下防喷器组刚度矩阵,确定水下防喷器组局部有限元模型与弹性梁模型等效机制,开展水下防喷器组有限元模型的等效方法研究。（2）开展水下防喷器组局部有限元模型建模研究,研究水下防喷器组结构组成,结合水下防喷器组受力情况和作业工况,考虑各组成部件之间的相互作用,从边界约束、耦合关系、载荷、有限元划分等关键问题入手,结合水下防喷器组相关建模理论,建立较精细的水下防喷器组局部有限元模型,研究其静力学和动力学特性,确定各影响因素对水下防喷器组刚度特性的作用规律。（3）开展水下防喷器组等效梁模型研究,基于水下防喷器组有限元模型等效方法,推导等效梁模型参数及其相关计算公式,建立等效梁模型并进行刚度校正,使等效梁模型的刚度与局部有限元模型的刚度一致,对水下防喷器组局部有限元模型与等效梁模型进行静力学、动力学分析,研究和验证等效梁模型的正确性。（4）开展基于等效梁模型的隔水管系统响应影响研究,将校正的等效梁模型应用于隔水管-防喷器-井口整体耦合模型,对比分析等效梁模型与传统简化模型,计算水下防喷器组在全局响应分析中的静力学和动力学特性,分析水下防喷器组建模方法、重量、高度对隔水管作业窗口的影响。
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