为了对液压缸直接作用式隔水管张紧系统样机设计方案进行原理验证,基于SimulationX多学科仿真软件构建了气液回路和多体机械系统的联动模型,分别在正常钻井作业、对称布置的两套张紧液压缸失效和隔水管紧急解脱3种工况模式下对张紧系统开展了动态响应分析研究。研究表明:在正常钻井作业工况下,张紧系统的中位张力、补偿精度、蓄能器气体压力达到设计目标,并满足规范标准的要求;对称布置的两套液压缸失效后,通过增加中位压力值,仍可保持足够的系统张力;在隔水管下部总成和防喷器组发生紧急解脱后,张紧液缸行程小于设计最大行程,活塞和缸体之间没有发生碰撞,蓄能器压力波动基本保持稳定。研究结果对于液压缸直接作用式隔水管张紧系统的研制具有重要的意义。

井喷是海洋石油安全钻探生产的重要威胁，人为操作失误或元器件失效都可能导致井喷。防喷器组（BOP）安装在水下井口头，是控制井喷的核心部件，一旦发生井喷，BOP控制系统驱动阀门关闭井口，保证油井的安全。研究了深水防喷器组包括其液压控制系统的功能，在系统仿真软件SimulationX中建立防喷器组的详细模型，包括环形防喷器和闸板防喷器及防喷器组的液压控制系统。仿真分析了1524 m水深下防喷器在不同操作顺序下的封井过程，验证了BOP阀门关闭所用时间符合API规范要求，仿真结果与平台实测数据基本吻合。