国家科技重大专项(2011ZX05026-001-05)
- 作品数：23 被引量：162H指数：10
- 相关作者：畅元江刘秀全陈国明刘康杨焕丽更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学中海石油(中国)有限公司深圳分公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项中央高校基本科研业务费专项资金长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 防台风钻井隔水管系统近海面脱离总成分析
- 2013年
- 在防台风钻井隔水管近海面脱离总成工作原理及结构研究的基础上,采用有限元软件ABAQUS对近海面脱离总成进行分析,利用应力线性化方法对近海面脱离总成的承载能力进行了评估。分析结果表明,上脱离器最危险截面为法兰辅助管线孔处,下脱离器最危险截面为下脱离器与卡块接触的支撑凸块处,卡块最危险截面为卡块圆弧段与长方体段接触截面。该项研究结果可为防台风钻井隔水管近海面脱离总成的设计、结构优化以及样机制造提供参考。
- 杨焕丽陈国明刘玉亮刘秀全畅元江
- 关键词：有限元承载能力
- 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
- 深水测试管柱密封插管长度确定方法被引量：8
- 2015年
- 在深水测试过程中,测试管柱下入井后其受力和变形无法观测,密封插管长度的不合理设置会造成封隔器密封失效及井下管柱永久变形等严重事故。为保障深水测试作业安全高效实施,对深水井下管柱轴向变形原理和规律进行研究,形成密封插管安全长度确定方法,并以我国南海某深水井为对象进行实例分析。计算结果表明,不同作业工况下测试管柱轴向变形相差较大,开井作业测试管柱的伸长量随着测试产量的增加而增加,温度和压力是深水井下测试管柱轴向变形的主要影响因素;建议选择关井后密封插管相对开井作业的上移距离为密封插管安全长度的参考值,考虑井底温度和压力预测结果的可靠性,实例井需选用长度至少为2.29 m的密封插管。
- 刘康陈国明畅元江孟文波刘贤玉韩彬彬
- 关键词：井下管柱载荷轴向变形
- 基于模糊PID的海洋立管疲劳试验装置控制系统设计被引量：1
- 2016年
- 海洋立管作为海洋油气开发的关键设备,在运行期间面临疲劳失效的风险,需要对立管进行疲劳试验;针对海洋立管共振弯曲疲劳试验法,提出基于S7-300PLC实现海洋立管共振弯曲疲劳试验装置控制系统的设计思想;采用黄金分割法,寻找确定试件共振频率点;同时,为保障系统能够在该共振频率点稳定运行,采用S7-300PLC作为核心控制器,结合参数自调节模糊PID控制算法,设计完成疲劳试验装置中转速模糊PID控制器,实现对系统转速的精确控制,使得海洋立管疲劳试验装置控制系统在具有PLC控制灵活、可靠性高等特点的同时,大大提高了其自动化程度。
- 冯鑫何新霞
- 关键词：立管模糊控制PLC
- 隔水导管螺纹接头连接性能研究被引量：4
- 2012年
- 基于非线性有限元分析方法,以隔水导管螺纹接头为研究对象,对承载工况下不同标准齿形螺纹接头的抗拉能力进行分析,并采用改变螺纹锥度和改变螺纹螺距的方法对螺纹进行了优化。算例表明:隔水导管螺纹接头在拉伸载荷作用下,各螺纹牙应力分布不均匀,每个螺纹牙根部应力最大,且第1个螺纹牙根部存在严重的应力集中现象。通过改变螺纹的锥度和螺距,能够使隔水导管螺纹接头应力分布更加均匀,提高隔水导管螺纹接头的连接质量。
- 温纪宏陈国明畅元江刘秀全
- 关键词：隔水导管螺纹接头ABAQUS应力
- 基于频域法的深水钻井隔水管波激疲劳分析被引量：10
- 2013年
- 针对深水钻井隔水管波激疲劳失效问题,在频域内建立该隔水管波激振动分析方法及波激疲劳计算方法。采用MATLAB软件编写深水钻井隔水管波激疲劳频域求解器,以我国南海某井为例进行基于频域法的隔水管波激疲劳寿命计算,并与时域法计算结果进行对比。结果表明:隔水管系统频域动态分析经过数步迭代即收敛,与隔水管时域动态响应分析频域法相比分析效率有较大提高;隔水管系统响应为宽带过程,进行隔水管系统疲劳寿命计算时需采用雨流修正系数进行修正;基于时、频域法的波激疲劳损伤计算结果基本相同,提出的隔水管频域疲劳分析方法可用于隔水管初步疲劳分析。
- 刘秀全陈国明畅元江刘康杨焕丽
- 关键词：钻井隔水管频域法有限元分析线性化
- 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：12
- 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
- 深水钻井隔水管时域随机波激疲劳分析被引量：17
- 2012年
- 确定深水钻井隔水管时域随机动态分析和疲劳计算方法,采用第三代波浪模式WAVEWATCH计算中国南海波浪谱,并与相应的P-M谱、JONSWAP谱进行比较;开展不同边界条件下的隔水管波激疲劳分析,研究边界条件对隔水管波激疲劳寿命的影响;计算不同边界条件下隔水管疲劳损伤变异系数与分析时长的关系,确定不同边界条件下隔水管波激疲劳分析的最低时长;最后以中国南海某油井为例计算隔水管时域随机波激疲劳寿命。结果表明:南海海域波浪谱的谱峰值和谱形状都与JONSWAP谱较接近,建议选用JONSWAP谱;边界条件对隔水管波激疲劳寿命影响较大,疲劳分析时应考虑钻井船的慢漂运动;随着分析时长的增大,隔水管疲劳损伤变异系数呈指数式减小,考虑钻井船的慢漂运动后大大增加了分析时长。
- 刘秀全陈国明畅元江鞠少栋许亮斌
- 关键词：深水钻井隔水管雨流计数法波浪谱
- 隔水管挠性接头弹性体刚度特性分析被引量：7
- 2014年
- 以隔水管下部挠性接头为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS建立其有限元分析模型,分别对挠性接头弹性体在不同橡胶材料、不同作用力和不同橡胶钢板组合下的轴向刚度与旋转刚度进行了分析。分析结果表明,挠性接头弹性体轴向刚度关于应力呈现非线性变化;弹性体刚度随着钢板与橡胶层数增多或橡胶硬度的增加而变大,随着施加轴向力的增加,弹性体轴向刚度降低;弹性体旋转刚度是一随角度呈非线性的变化量,随着弯矩的增大,弹性体平均旋转刚度减小。该分析结果可以为隔水管挠性接头弹性体的优化设计提供参考。
- 齐美胜温纪宏陈国明畅元江
- 关键词：挠性接头隔水管弹性体刚度有限元分析
