一种深水钻井立管参数横力弯曲分析方法技术

技术编号:6963764 阅读:263 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及海洋深水立管的研究方法,具体涉及一种深水钻井立管参数横力弯曲分析方法。该方法考虑了深水钻井立管竖向运动对弯曲变形的影响,比现有方法更符合深水钻井立管的实际受力和变形状态,克服了现有技术偏于不安全的缺点,使深水钻井立管参数横力弯曲分析更加符合实际。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋深水立管的研究方法,具体涉及。
技术介绍
深水钻井立管是深水海洋立管的一种主要类型,立管的下端与海底井口连接,管壁张力直接作用在井口上,而管内的流体源源不断地从海底穿过立管流向浮式平台。深水钻井立管两端通过柔性接头与海底井口和钻井平台柔性连接,深水钻井平台有半潜式和船形两种结构,它们的垂荡运动幅度较大,因此,引起钻井立管顶端产生较大的竖向位移。由于海洋环境荷载的作用,钻井立管将产生横力(浪流的作用方向垂直于立管轴线)弯曲,因此,立管顶端竖向位移的一部分引起立管轴向变形,另一部将引起立管弯曲变形(与压杆稳定问题相似)。现有的深水钻井立管弯曲分析方法是建立在梁的复杂弯曲(考虑轴向力的横力弯曲)理论基础上的,即立管的弯曲变形仅仅是由垂直于立管的环境荷载(浪流荷载)引起的横力弯曲变形,即权利要求1. ,其特征在于该方法同时考虑环境荷载和立管顶端竖向位移,提供的深水钻井立管弯曲微分方程如下2.如权利要求1所述的深水钻井立管参数横力弯曲分析方法,其特征在于该方法计算立管弯曲应力的具体过程如下(1)将立管划分为若干个单元;(2)将单元的位移函数表示为插值函数的形式 u = {η},y = {a},式中,为轴向位移插值函数, {η}为节点轴向位移列向量, 为横向位移插值函数, {a}为节点横向位移列向量;(3)采用伽辽金方法,将深水钻井立管弯曲微分方程转换为矩阵方程如下 {a} = {F}式中 、丙幢矩阵 荷载向量全文摘要本专利技术涉及海洋深水立管的研究方法,具体涉及。该方法考虑了深水钻井立管竖向运动对弯曲变形的影响,比现有方法更符合深水钻井立管的实际受力和变形状态,克服了现有技术偏于不安全的缺点,使深水钻井立管参数横力弯曲分析更加符合实际。文档编号G06F17/50GK102289536SQ20111016110公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日专利技术者刘娟, 吴学敏, 周阳, 孙铭远, 李倩, 段金龙, 范杰利, 黄维平 申请人:中国海洋大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深水钻井立管参数横力弯曲分析方法,其特征在于:该方法同时考虑环境荷载和立管顶端竖向位移,提供的深水钻井立管弯曲微分方程如下:(math)??(mrow)?(mfrac)?(msup)?(mo)∂(/mo)?(mn)2(/mn)?(/msup)?(mrow)?(mo)∂(/mo)?(msup)?(mi)x(/mi)?(mn)2(/mn)?(/msup)?(/mrow)?(/mfrac)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)EI(/mi)?(mfrac)?(mrow)?(msup)?(mo)∂(/mo)?(mn)2(/mn)?(/msup)?(mi)y(/mi)?(/mrow)?(mrow)?(mo)∂(/mo)?(msup)?(mi)x(/mi)?(mn)2(/mn)?(/msup)?(/mrow)?(/mfrac)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo)-(/mo)?(mfrac)?(mo)∂(/mo)?(mrow)?(mo)∂(/mo)?(mi)x(/mi)?(/mrow)?(/mfrac)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)T(/mi)?(mfrac)?(mrow)?(mo)∂(/mo)?(mi)y(/mi)?(/mrow)?(mrow)?(mo)∂(/mo)?(mi)x(/mi)?(/mrow)?(/mfrac)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo)=(/mo)?(mi)q(/mi)?(mrow)?(mo)((/mo)?(mi)x(/mi)?(mo))(/mo)?(/mrow)?(mo)+(/mo)?(mfrac)?(mi)GA(/mi)?(mn)2(/mn)?(/mfrac)?(mfrac)?(mrow)?(mo)∂(/mo)?(mi)u(/mi)?(/mrow)?(mrow)?(mo)∂(/mo)?(mi)x(/mi)?(/mrow)?(/mfrac)?(/mrow)?(/math)式中:y为立管横向弯曲位移;x为立管的轴向坐标;EI为立管横截面抗弯刚度;T为立管张力;q(x)为作用在立管上的流体荷载;GA为立管截面剪切刚度;u为立管竖向位移,此处,εx为轴向应变;利用上述方程,计算立管的弯曲应力。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄维平刘娟吴学敏周阳孙铭远李倩范杰利段金龙
申请(专利权)人:中国海洋大学
类型:发明
国别省市:95

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