深水钻井隔水管疲劳损伤分析

作者:冯超; 陈锟; 付晨龙; 李陈涛; 张文婧; 夏成宇; 钱利勤*
来源:中国安全生产科学技术, 2023, 19(08): 52-58.

摘要

为研究涡激振动作用下隔水管的疲劳损伤规律,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立隔水管动力响应控制方程,通过耦合尾流振子方程,对隔水管横流向涡激振动模型进行求解;利用雨流计数法和Miner准则,对涡激振动所导致的疲劳损伤进行分析;采用控制变量法研究不同因素下隔水管疲劳损伤情况及规律。研究结果表明:在涡激振动作用下,深水隔水管底部易发生疲劳破坏,可以通过增加隔水管壁厚度、顶张力或降低钻井液密度等方法改善;海流速度是影响涡激疲劳损伤的重要因素,随着海流速度增加,隔水管涡激疲劳损伤加快。研究结果可为防深水钻井隔水管疲劳损伤的优化设计以及保障深水钻井作业安全提供一定参考。