涡激振动（Vortex induced Vibration，VIV）是导致深水隔水管疲劳的主要诱因，振动位移或位移均方根是隔水管VIV监测的主要参数；针对VIV检测问题，提出了基于自相关矩阵分解的VIV频率和位移检测算法；给出了隔水管VIV检测模型，利用自相关矩阵分解算法检测出信号的频率以及相应的振幅，然后重构隔水管VIV响应位移的时间历程，得出位移或者均方根；仿真结果表明;与现有的Welch位移检测算法相比，基于自相关矩阵分解的VIV检测算法具有精度高，适用性广，实用性强等特点。

针对海洋石油开采中隔水管接头密封失效会增加大量的钻井成本,钻井液泄漏会污染海洋环境等问题,开展了隔水管接头O形密封圈密封性能的研究,确定了O形密封圈密封失效模式和失效判据。以隔水管O形密封圈为研究对象,利用大型有限元分析软件ABAQUS建立其有限元分析模型,对密封圈在不同工作压力、不同压缩率和不同密封端面角度下的密封性能进行了分析。分析结果表明,压缩率一定时,最大应力随着工作压力的增加而增加,且应力峰区位置逐渐向O形圈被挤入的位置移动;工作压力、压缩率及密封配合端面角度对O形圈最大接触应力有一定的影响,正常使用范围内,能够保证O形圈的正常密封性能;一定在压缩率范围内,剪应力随着压缩率的增加而增大明显。分析结果可以为隔水管接头O形密封圈的优化设计提供参考。

分析表面堆焊耐蚀合金的高压厚壁圆筒承压能力,难以采用经典的厚壁圆筒理论进行求解。基于ABAQUS有限元分析软件,使用双线性弹塑性材料模型和Cohesive接触模型联合模拟,可得到厚壁圆筒截面的应力分布、结合面接触-分离应力分布、卸载后的残余变形等。以隔水管节流和压井管线插接接头为例,进行承压性能分析。分析结果表明,考虑材料塑性行为能够提升结构的设计耐压能力;卸载后材料的永久变形的量化结果有助于密封面配合尺寸设计;Cohesive模型能够有效模拟结合面应力传递情况。

对深海钻井隔水管的密封问题进行研究,此种密封问题的研究在国内外尚属首次,对相关的试验方法进行了研究探索。通过建立力学模型、ANSYS仿真计算,对现有情况下隔水管的密封性能进行了分析,可以获得主管与边管疲劳寿命的大至关系,并计算出在各种可能情况下运用弯曲共振试验原理所需的数据。为现实试验提供理论依据,在国产深海钻井隔水管的质量提升方面具有非常重大的意义。

隔水管是深水钻井作业中一种非常重要的设备,张紧力和刚度是影响钻井隔水管安全性和稳定性的重要参数。由于引进国外隔水管钻井技术及设备的成本较高,因此国内开始自主研发隔水管张紧系统。介绍海洋钻井隔水管张紧系统要求,对钢丝绳式和直接液缸式两种张紧器的组成及工作原理进行阐述。选择直接液缸式张紧系统为设计对象,设计并计算了系统的主要参数,并验证了其合理性,然后得到并分析张紧力、刚度与活塞冲程的关系曲线。研究结果表明:系统正常工作时,张紧力与活塞冲程的变化曲线基本一致,而刚度与活塞冲程的关系是线性和非线性两种变化曲线;在同一个活塞冲程位置,张紧力和刚度随着工作压力的增加而增大;在相同工作压力下,活塞冲程越大,刚度越小,张紧力越大。所得结果保证了系统的准确性,为研究隔水管张紧系统的性能影响因素提...

隔水管张紧器是深海钻采作业中的关键装备,其主要作用是为隔水管提供恒定的张紧力,以克服浮式平台和钻井船随海浪做升沉运动时对隔水管的影响。隔水管在因台风、动力定位故障等影响因素下需要紧急回收时,水下隔水管总成(Lower Marine Riser Package,LMRP)与水下防喷器(Blow Out Preventer,BOP)紧急脱离后,隔水管会在短时间内以较大的反冲速度向上运动,所以需要控制隔水管的反冲速度以保护隔水管、钻井平台和人员的安全。因此,以我国某海上钻井平台为基础,根据实际工况设计了一种新型防反冲控制阀。该控制阀系统主要由液压和电磁控制两部分组成,用AMESim软件建立隔水管反冲控制仿真模型,对正常工作和紧急脱离这两种模式进行模拟验证,并设计防反冲控制算法,研究隔水管反冲回收的影响因素。结果表明:在正常工作模式时,张紧器系统起到升沉补偿和预防单...

根据隔水管灌注阀控制系统的需求，设计了一套灌注阀自动与远程控制系统，主要介绍了该系统的工作环境、设计要求、控制原理、总体方案设计和平衡阀设计等内容。通过理论计算和试验相结合的方法验证了理论计算的正确性和平衡阀的实用性。

介绍海洋钻井隔水管张紧器的功能以及国内技术研究现状阐述3种补偿系统的工作方式以及钢丝绳式和直接作用式两种张紧形式通过对比优缺点选择被动式直接作用型张紧器作为设计方案。具体描述了直接作用式张紧器的结构组成以及设计原则并对隔水管张紧系统的重要部分液压缸进行设计计算。以用UG建立的三维模型为基础通过ANSYS Workbench对张紧器系统的部分本体零件进行静力分析查看零件的危险位置并进行优化改进表明设计的合理可行性。对液压缸整体进行了模态分析得到液压缸的振动固有频率确定液压缸正常工作时不会出现共振现象保证了系统的可靠性给隔水管张紧液压系统设计提供技术支持。