海洋钻井隔水管力学问题研究-机械电子工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录 到《中国学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。本人离校后发表 或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大 学。 论文作者签名： 日期： 导 师 签名： 日期： ·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。 I 中文摘要 论文题目：海洋钻井隔水管力学问题研究 专 业：机械电子工程 硕 士 生：郭孟强（签字） 指导教师：李军强（签字） 摘 要 钻井隔水管是海洋钻井中的关键设备之一，同时也是薄弱易损的构件之一。深入分 析钻井隔水管的固有频率和动力响应对钻井隔水管的强度、刚度和稳定性分析具有非常 重要的意义。目前关于钻井隔水管的固有频率和动力响应的研究主要集中在钻井隔水管 的尺寸、顶部张力对其影响。钻井隔水管在海水中的运动属于大位移、小变形，内部钻 柱随着钻井隔水管一起运动。所以有必要分析讨论钻柱质量对钻井隔水管的固有频率和 动力响应的影响。 通过建立钻井隔水管力学模型，推导出固有频率计算公式，计算、分析了钻柱质量、 顶部张力对钻井隔水管固有频率的影响。研究表明：忽略钻柱质量将对钻井隔水管固有 频率产生较大误差，最大相对误差约 6.2%。 推导出了钻井隔水管动力响应方程，分别计算、讨论了波浪周期和波浪高度等因素 对其动力响应的影响。研究表明：忽略钻柱质量将对钻井隔水管动力响应产生较大误差， 最大相对误差约 1.96%。 通过有限元法分析了钻井隔水管固有频率，实例的钻井隔水管处于安全的工作状 态。钻井隔水管的动力响应的误差为 7.05%。考虑底部张力时，在 x 轴、y 轴、z 轴钻井 隔水管的应力集中在不同处，且最大应力为 347MPa 。当底部铰支链转角变化时，应力 集中也发生变化。 关 键 词: 海洋钻井隔水管, 力学问题, 固有频率，动力响应，有限元法 论文类型：应用研究 II 英文摘要 Subject ：Research on the Mechanics problem of Marine Drilling Riser Specialty：Mechanical and Electronic Engineering Name ： Guo Mengqiang （signature） Instructor：Li Junqiang （signature） ABSTRACT Being one of the key equipment in marine drilling, the drilling marine riser is also the vulnerable components. The deeper analysis on its natural frequency and dynamic response has great significance to the study of its strength, stiffness and stability. At present, the researches on the natural frequency and dynamic response of the riser are mainly concentrated on its size and the top tension. Because the way of its movement in the sea belongs to a large displacement and small deformation in the sea and the drilling moves company with the riser. Therefore, the influences of drill string quality on the natural fre