基于涡激抑制的隔水管浮力块分布方案优化.pdf

2009年第33豢 中国石油大学学报(自然科学版) V01．33No．2 of Jou巾_al Petroleum A 第2期 Chi地UniverB时of pr．2009 文章编号：1673-5005(2009)02旬123瞒 基于涡激抑制的隔水管浮力块分布方案优化 孙友义1，陈国明1，畅元江1，许亮斌2 (1．中国石油大学机电工程学院，山东东营257061；2．中海石油研究中心，北京100027) 摘要：浮力块是深水钻井隔水管系统的重要组成部分，其主要作用是降低隔水管湿重，以减少对钻机的张力需求。 涡激振动(VIV)是引起隔水管屈服失效与疲劳失效的主要因素，也是隔水管设计过程中需要考虑的主要问题。基于 sHEAR7程序对隔水管系统进行VIV分析，通过研究不同浮力块分布形式对隔水管系统涡激振动疲劳特性的影响， 对浮力块分布方案进行优化。从抑制VIV疲劳损伤角度出发，对隔水管系统配置浮力块时，应尽量促使系统响应频 率由浮力块与隔水管共同控制，以避免发生涡激共振。还可在避开高流速区域的前提下，促使系统激励频率由浮力 块控制，这样既避免来流通过浮力块为系统输入较多的能量，同时又能降低系统的响应模态阶次。 关键词：深水钻井；隔水管；涡激振动；浮力块分布；涡激抑制 58 中图分类号：TE 文献标识码：A 砌ser Ilistribution onVortex-induced buoyancy optimizati蚰b嬲ed 订bration ． suppression SUN You．yil，CHENGuo．Ⅱlin91，CHANGYuan-ji肌91，XUUang-bin2 25706l，C航M； (1．CbZ妇E矿^‰危帆如以口以‰砒勘∥r聊一唱讥吼fM踟洳巧妙矿Pe打D如咖，历，lgying 2．仇讹盼IIl帆D订№lIl＆n衙，乒昭100027，吼打Ⅵ) modules of ri8er IIlain如nction0f Ab咖ct：B∞ya眦ya陀im咖t∞璐titIlentpan8d钟pwaterdrillingsyste吣．The buoy· modlll∞isto础cewet 0f dem肌d．Vortex—induced tIIemaill weight m洲on(VIV)is 蚰cy ri酏r船weU舾咄temion c肌∞of fajlu陀如d of in VIV c咖duc- fatiglIe缸lureri$嘶，and yield is蛐im咖“sgueri鲫’d∞咖．陌特r aIIalyB∞were S眦AR7s硪w玳．’rhe抵tsof ted岫i119 djs汹uti吣帆ri孵VⅣ纽igue buoy跏y distributi∞swere basedonvIV opliInized su咖撕zed．蹦rIlarily， Buoya眦y