在遭遇恶劣海况或动力定位系统失效时,需要对隔水管系统进行应急解脱操作,但解脱后隔水管系统的回弹作用会对人员、设备及环境安全造成严重影响。鉴于此,本文依托于国家工信部海洋工程装备科研项目“浮式钻井补偿系统研制”项目子课题“液缸式隔水管张紧装置技术研究”和山东省自然科学基金联合专项“深水钻井隔水管-张紧器耦合动力学及安全控制研究”,深入开展深水钻井隔水管-张紧器系统防回弹控制技术研究,为我国钻井隔水管系统的作业安全和应急决策提供参考。本文主要的研究进展总结如下:(1)对直接作用式张紧系统结构及工作原理进行研究,考虑工作气体状态变化规律、液压管线及回弹控制阀阀口压降,建立直接作用式张紧器系统的理论分析模型。以建立的数学模型为基础,基于MATLAB软件编写张紧器系统的数值仿真模型,分析张紧器系统性能以及高压工作气体体积对张紧系统张紧力和张紧刚度的影响。(2)建立深水钻井隔水管系统动力学分析模型,依据隔水管与张紧器系统的耦合连接方式,结合张紧器系统动力学模型,建立深水钻井隔水管-张紧器系统耦合动力学模型。考虑不同作业模式,建立各工况下的深水钻井隔水管-张紧器系统耦合动力学模型。根据系统模型求解流程划分模块,组装并搭建深水钻井隔水管-张紧器系统耦合动力学分析软件。(3)基于深水钻井隔水管-张紧器系统耦合动力学分析软件,模拟分析隔水管系统在连接-解脱-悬挂整个作业流程中的动力学特性。依据连接工况下隔水管系统的动态响应规律,确定在该耦合模型下设定紧急脱离时刻的基本限制因素。分析紧急脱离工况下隔水管系统轴向的动态响应结果,确定隔水管及张紧器系统的回弹响应规律。研究解脱后基于硬悬挂与软悬挂两种模式的隔水管系统轴向动态响应规律,分析波浪周期对隔水管系统硬悬挂及软悬挂作业的影响。(4)研究隔水管回弹控制系统的基本结构及工作原理,并基于深水钻井隔水管-张紧器系统耦合动力学分析模型,分析不同因素对紧急脱离后的隔水管系统回弹动力学规律的影响,制定深水钻井隔水管系统防回弹控制技术方案,为深水钻井作业应急决策提供参考。