深水钻井隔水管-生产立管群干涉振动分析

当波浪、洋流流经钻井隔水管或生产立管时,管体和附近的流体会发生强烈的相互干涉作用,使其振动特征远比单管或者双管情况更为复杂。目前针对大雷诺数条件下,实尺寸钻井隔水管和生产立管群之间双自由度耦合干涉振动问题的研究还未见相关报道。为此,利用ANSYS-Fluent平台建立二维实尺寸钻井隔水管和生产立管群数值模型,采用SST k-ω模型和嵌套网格技术对流场域进行求解,并运用四阶Runge-Kutta法求解多管柱系统动力响应控制方程,通过自编流固耦合求解程序,实现流体与管柱之间相互耦合计算。研究结果表明:约化速度对钻井隔水管与生产立管群系统的干涉振动响应影响显著,在实际工程中,可以通过调节钻井隔水管或生产立管顶张力大小等方式改变其固有频率,或调节外形尺寸等方式改变约化速度,从而使管体脱离锁振状态,降低振动幅度;井槽间距的变化对柱群动态干涉响应的影响较小;立管群之间的干涉效应较双立管系统干涉效应有所差别,体现在中心位置的隔水管振动特性介于孤立状态和串列状态之间。所得结论可为海洋平台钻井隔水管与生产立管之间的干涉振动分析提供理论依据。

波浪对隔水管-导管系统横向动态性能影响分析

基于哈密顿原理建立了多因素的深水钻井隔水管-导管系统横向振动方程,在求取系统动能时,综合考虑管内流体流速、管外附属管线和附连水质量的影响;在求取势能时考虑了隔水管-导管弯曲伸长产生的附加拉力;在求取外力虚功时考虑了浅层土的横向载荷作用。选取了一口深水典型井进行实例分析,建立土-弹簧模型求取浅层土横向载荷,运用Block Lanczos法提取隔水管-导管系统的固有频率,并分析了不同条件对固有频率的影响。根据波浪的特性,利用Abaqus软件编制程序得出了时域上波浪高度和波浪周期对隔水管-导管系统的横向动态力学性能影响。

深水高温高压气井钻井循环温度压力耦合计算与分析

深水高温高压气井钻井过程中,井筒大温差、大压差效应会使钻井液性能发生较大改变,进而影响井筒流动参数和钻井施工安全,因此准确模拟井筒温压场对确保深水高温高压井安全钻进至关重要。根据深水钻井工艺和高温高压地层的特点,充分考虑了井筒温压场和钻井液性能相互影响,结合增压管线流体进入隔水管环空引起的传热和传质,建立了适用于深水高温高压气井钻井的井筒瞬态温度压力耦合计算模型,提出了相应的迭代求解算法,并通过实例计算,进行了参数敏感性分析。研究结果表明:本文模型计算值与现场实测数据基本吻合,验证了模型的正确性;隔水管增压管线排量会使环空温度显著降低,进而影响整个井筒温度,因此不可忽略增压排量的影响;钻井液性能受井筒温度和压力影响较明显,在计算过程中忽略温度,压力和钻井液性能之间的耦合作用会产生较大误差。本文研究成果可为深水高温高压气井钻井过程中井筒温压场预测及水力参数设计提供理论指导。

唤醒生命 感悟美好

泰戈尔说过:“教育的目的应当是向人传送生命的气息。”这里涉及对教育目的的探讨。教育应该是人的灵魂的教育,是思想的拓展、同理心的深化、视野的开阔,最终达到使人向善的目的。作为教师,我们要把培养学生良好的品质和道德情操作为重要教学目标,在语文教学实践中不断唤起学生对生命的思考。