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深水鑽井隔水管力學特性研究

  • 作者：毛良傑//馬茂原//曾松|責編:黃橋
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030846242
  • 出版日期：2026/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：155
人民幣：RMB 128 元      售價：元
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內容大鋼
    隨著全球深水油氣資源開發加速，深海鑽井隔水管在惡劣海況和複雜工況下面臨重大安全挑戰。本書聚焦深水隔水管在鑽井作業鑽桿耦合作用、懸掛撤離及自由站立等複雜工況下的力學行為，通過實驗研究、理論建模與工程應用相結合，系統揭示其動態響應機理及安全控制策略。基於自主設計的實驗裝置，開展隔水管-鑽桿耦合及懸掛撤離複雜工況下深水鑽井隔水管力學行為實驗研究；建立深水鑽井隔水管-鑽桿耦合系統接觸碰撞動力學理論模型和力學分析方法；建立惡劣海況懸掛撤離狀態下隔水管縱橫向動力學理論模型和力學分析方法；在此基礎上開展惡劣海況自由站立狀態下隔水管動力特性和方案可行性研究並進行複雜工況下深水鑽井隔水管現場應用分析與軟體研發；形成一套完整的隔水管鑽井作業與應急撤離工況的力學行為安全分析方法與應用軟體。
    本書可供海洋油氣井工程領域的科研人員、工程技術人員及相關專業的高等院校師生參考。
作者介紹
毛良傑//馬茂原//曾松|責編:黃橋
目錄
第1章  緒論
  1.1  本書研究目的和意義
  1.2  國內外研究現狀
    1.2.1  深水鑽井隔水管力學行為理論研究現狀
    1.2.2  隔水管接觸碰撞力學特性研究現狀
    1.2.3  隔水管力學行為實驗及測試研究現狀
    1.2.4  隔水管懸掛撤離力學行為研究現狀
    1.2.5  自由站立隔水管力學行為研究現狀
  1.3  本書主要研究內容
第2章  複雜工況下深水鑽井隔水管力學行為實驗
  2.1  實驗裝置設計
    2.1.1  相似原理
    2.1.2  實驗系統設計
    2.1.3  實驗管柱設計
    2.1.4  數據採集與感測器布置
  2.2  實驗裝置研製與安裝
    2.2.1  實驗台架研製與海洋環境模擬
    2.2.2  實驗管柱研製與安裝
    2.2.3  數據採集系統研製與安裝
    2.2.4  實驗輔助裝置研製與安裝
  2.3  實驗與數據處理
    2.3.1  實驗步驟
    2.3.2  數據處理方法
    2.3.3  實驗相關參數計算
  2.4  實驗管柱固有頻率與模態分析
    2.4.1  隔水管與鑽桿實驗管柱固有頻率
    2.4.2  懸掛撤離實驗管柱固有頻率
  2.5  隔水管-鑽桿耦合系統動力特性實驗
  2.6  懸掛撤離狀態下隔水管動力特性實驗
    2.6.1  懸掛撤離實驗管柱力學響應特性分析
    2.6.2  撤離速度對懸掛撤離實驗管柱位移特性影響分析
    2.6.3  撤離速度對懸掛撤離實驗管柱頻率響應影響分析
    2.6.4  撤離速度對懸掛撤離實驗管柱振動模態影響分析
  2.7  本章小結
第3章  深水鑽井隔水管-鑽桿耦合系統動力學理論研究
  3.1  深水鑽井隔水管-鑽桿耦合系統動力學模型建立
    3.1.1  隔水管-鑽桿動力學數學模型推導
    3.1.2  隔水管與鑽桿接觸碰撞載荷計算
    3.1.3  邊界條件
  3.2  海洋環境載荷計算方法
    3.2.1  波浪載荷
    3.2.2  海流載荷
  3.3  模型離散與求解
    3.3.1  有限元模型離散
    3.3.2  廣義α法模型求解
  3.4  應力計算與強度校核方法
  3.5  深水鑽井隔水管-鑽桿耦合系統動力學模型驗證
  3.6  深水鑽井隔水管-鑽桿耦合系統動力特性分析
    3.6.1  隔水管-鑽桿耦合系統接觸碰撞動力特性
    3.6.2  海流流速對隔水管動力特性影響分析

    3.6.3  風速對隔水管動力特性影響分析
    3.6.4  頂部張力對隔水管動力特性影響分析
    3.6.5  浮力塊配置對隔水管動力特性影響分析
    3.6.6  平台偏移對隔水管動力特性影響分析
    3.6.7  鑽桿長度對隔水管動力特性影響分析
  3.7  本章小結
第4章  懸掛撤離狀態下隔水管動力學理論研究
  4.1  懸掛撤離狀態下隔水管動力學模型建立
    4.1.1  數學模型推導
    4.1.2  邊界條件
  4.2  模型離散與求解
    4.2.1  模型離散
    4.2.2  坐標轉換方法
    4.2.3  Newmark β法模型求解
  4.3  懸掛撤離狀態下隔水管動力學模型驗證
  4.4  懸掛撤離狀態下隔水管動力特性分析
    4.4.1  懸停狀態下隔水管動力特性分析
    4.4.2  靜水中懸掛撤離狀態下隔水管動力特性分析
    4.4.3  平台航速對懸掛撤離狀態下隔水管動力特性影響分析
    4.4.4  海流流速對懸掛撤離狀態下隔水管動力特性影響分析
    4.4.5  平台振幅對懸掛撤離狀態下隔水管動力特性影響分析
    4.4.6  LMRP重量對懸掛撤離狀態下隔水管動力特性影響分析
    4.4.7  浮力塊配置對懸掛撤離狀態下隔水管動力特性影響分析
    4.4.8  懸掛長度對懸掛撤離狀態下隔水管動力特性影響分析
  4.5  本章小結
第5章  自由站立狀態下隔水管動力學理論研究
  5.1  自由站立式隔水管方案介紹
  5.2  自由站立狀態下隔水管動力學模型建立
  5.3  自由站立狀態下隔水管動力學模型驗證
  5.4  自由站立狀態下隔水管動力特性分析
    5.4.1  連接工況下自由站立式隔水管動力特性分析
    5.4.2  自由站立狀態下隔水管基礎動力特性分析
  5.5  自由站立狀態下隔水管動力特性影響因素分析
    5.5.1  海流流速對自由站立狀態下隔水管動力特性影響分析
    5.5.2  風速對自由站立狀態下隔水管動力特性影響分析
    5.5.3  浮力罐長徑比對自由站立狀態下隔水管動力特性影響分析
    5.5.4  浮力罐位置對自由站立狀態下隔水管動力特性影響分析
    5.5.5  浮力係數對自由站立狀態下隔水管動力特性影響分析
  5.6  本章小結
第6章  現場應用分析及軟體開發
  6.1  複雜工況下深水鑽井隔水管現場應用分析
    6.1.1  鑽井工況下隔水管現場安全分析
    6.1.2  懸掛撤離工況下隔水管現場安全分析
    6.1.3  自由站立工況下隔水管現場安全分析
  6.2  複雜工況下深水鑽井隔水管動力特性分析軟體設計
    6.2.1  軟體設計目標
    6.2.2  軟體模塊功能設計
    6.2.3  軟體開發工具介紹
    6.2.4  軟體運行環境平台
  6.3  複雜工況下深水鑽井隔水管動力特性分析軟體實現

    6.3.1  軟體登錄
    6.3.2  軟體主界面與基礎參數輸入
    6.3.3  軟體分析結果查看
  6.4  本章小結
參考文獻

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