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隔水管柱力学分析

王鹏  
【摘要】:海洋隔水管是海洋浮式钻井平台中的关键设备之一,同时也是薄弱易损的构件之一。随着海洋油气钻井向深水领域的发展,钻井隔水管的受力也越来越复杂,因此,随着作业水深的增加,分析海洋钻井隔水管的受力状态也就越来越重要。 只有通过分析深海水域钻井隔水管的力学特性及动力响应,才能准确判断其强度和稳定性及其疲劳寿命。通过对现有大量文献的分析讨论,总结了国内外钻井隔水管动力学及静力学问题的研究成果,主要包括环境载荷、平台位移以及管内外流体共同作用下交变载荷下的隔水管动力响应。 本文对隔水管进行了详细的受力分析。首先,应用数学建模的方法,推导了考虑内外流体共同作用下隔水管受力的数学模型,并且通过有限差分数值方法对其进行求解;同时还利用数值分析软件ANSYS对隔水管进行了力学分析,分析了不同工况下隔水管模型的应力和变形,对隔水管的受力情况有了更进一步的认识;最后通过对比不同模型的分析方案,综合给出了合理的分析解释成果。这对海上石油钻井能够健康、安全、环保的生产具有着重要的意义。


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