深水钻井隔水管疲劳检测规划研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzx6963817
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深水钻井隔水管系统是连接海上平台和海底井口的关键装备,受海洋自然环境的影响长期处于振动状态,易发生隔水管疲劳失效事故,疲劳检测是预防隔水管疲劳失效的重要途径,但尚未形成一套行之有效的深水钻井隔水管疲劳检测规划方法。针对此问题,本论文结合国家“十三五”科技重大专项子课题“深水隔水管-水下井口全寿命完整性技术及工程应用”,开展深水钻井隔水管疲劳检测规划方法研究,相关研究成果为我国南海深水钻井隔水管疲劳检测规划提供科学依据,具有重要的学术价值和工程意义。主要的研究内容和结论如下:(1)综合考虑隔水管不同作业模式(连接作业、安装作业和悬挂作业)以及不同疲劳模式(波激疲劳和涡激疲劳),建立深水钻井隔水管系统作业综合疲劳分析模型,可更精确地模拟隔水管系统疲劳裂纹扩展过程及疲劳失效状态。(2)研究隔水管疲劳缺陷无损检测方法,基于ACFM检测技术开发一套隔水管无损检测系统,并在传统缺陷检测的一元概率模型(POD)以及精度模型的基础上,提出了同时考虑隔水管疲劳裂纹长度和深度的二元POD模型;开展隔水管疲劳裂纹检测试验研究,建立基于ACFM的隔水管疲劳裂纹缺陷检测POD模型和精度模型。(3)基于贝叶斯网络融合深水钻井隔水管疲劳失效分析模型以及缺陷检测模型,建立隔水管疲劳裂纹扩展及缺陷检测的动态贝叶斯模型,可实现隔水管疲劳可靠性评估及更新,并深入探讨不同检测时间、不同检测结果与隔水管疲劳可靠性模型中各随变量的之间关系。(4)基于影响图建立深水钻井隔水管疲劳检测规划模型,以我国南海隔水管为例开展隔水管疲劳检测规划分析,并与传统隔水管检测方案对比,结果表明本文提出的检测规划模型可在保障安全的基础上降低隔水管的管理费用,并给出一套隔水管疲劳检测规划框架,便于隔水管疲劳检测规划方法的应用及实施。
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