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陆地油气产量的日益减少和海洋油气开发的日益成熟,使得全球的海洋石油工业正在更深的海域建造生产开发设备,广泛采用新兴技术并极大的促进现有技术的发展,这是海洋石油和天然气工业发展的总趋势。
不管海洋油田开发采用何种浮式方案,都需要使用立管系统,它是海洋基础结构的关键组成部分。海洋钻井是海洋油气开采的第一步,而海洋钻井立管是海洋石油天然气勘探开发的关键技术装备。钻井立管的设计直接影响到钻井船设计和海洋油田开采计划。开展深海钻井立管技术研究,掌握深海钻井立管系统设计技术,对提升我国深海油气勘探开发能力具有重要意义。
本论文阐述了深海钻井立管的技术特点,以钻井船为背景,研究中国南海特有的海况数据,根据钻井立管设计有关标准及分析方法,对钻井立管进行概念设计和分析工作,并对不同方案进行比较研究,确定最佳设计方案。主要有以下几项工作:
1、调查研究南海环境条件,考虑南海特有的内波影响,计算南海海流流速及土壤P-Y曲线等环境数据;
2、根据规范和理论计算,进行钻井立管初步方案设计,包括计算钻井立管壁厚及确定材料等;
3、应用ABAQUS有限元软件对钻井立管系统整体建模,进行总布置方案研究,确定各组件性能数据。并研究比较多种设计方案,选择性能最为优良的方案:
4、应用涡激振动专用软件SHEAR7分析钻井立管涡激振动,计算涡激振动疲劳损伤,预测疲劳寿命,确定是否需要安装涡激振动抑制装置。
5、调查研究国内外钻井设备市场现状,为钻井立管系统选择设备并对钻井立管系统国产化进行展望。