防台风钻井隔水管系统近海面脱离总成分析.docx

石 油 机 械 2013年 第41卷 第12期CHINA PETROLEUM 2013年 第41卷 第12期 海洋石油装备 防台风钻井隔水管系统近海面脱离总成分析 杨 焕 丽 陈 国 明 刘 玉 亮 刘 秀 全 畅 元 江 (中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心) 摘要： 在防台风钻井隔水管近海面脱离总成工作原理及结构研究的基础上，采用有限元软件 ABAQUS 对近海面脱离总成进行分析，利用应力线性化方法对近海面脱离总成的承载能力进行了 评估。分析结果表明，上脱离器最危险截面为法兰辅助管线孔处，下脱离器最危险截面为下脱离 器与卡块接触的支撑凸块处，卡块最危险截面为卡块圆弧段与长方体段接触截面。该项研究结果 可为防台风钻井隔水管近海面脱离总成的设计、结构优化以及样机制造提供参考。 关键词： 钻井隔水管系统；近海面脱离总成；有限元；承载能力 中图分类号： TE951 文献标识码： A doi:10.3969/j. issn.1001-4578.2013.12.011 Analysis of the Near-surface Disconnection Assembly for Typhoon Protection Drilling Riser System Yang Huanli Chen Guoming Liu Yuliang Liu Xiuquan Chang Yuanjiang (Center for Offshore Equipment and Safety Technology, China University of Petroleum,Qingdao) Abstract: On the basis of the available research achievements on the operating principle and structure of ty- phoon protection drilling riser near-surface disconnection assembly, the finite element software ABAQUS was used to analyze the assembly. The research findings show that the most dangerous section of upper disconnector is at the flange's auxiliary pipeline. The most dangerous section of lower disconnector is at the support bump of lower discon- nector and fixture block contact. The most dangerous section of fixture block is the contact section of the block's arc segment and rectangular segment. The analysis of near-surface disconnection assembly principle and structure as well as the assessment of bearing capacity can serve as a reference for the design, structural optimization and proto- type manufacture of the assembly. Key words: drilling riser system; near-surface disconnection assembly; finite element; bearing capacity 0 引 言 南中国海油气资源丰富，但环境非常恶劣，频 繁发生的台风对钻井隔水管的回收有较高的要求， 严重影响非钻井作业时间、钻井成本和作业安全， 紧急情况时甚至会导致隔水管无法回收。防台风钻 井隔水管可以解决面对台风等灾害性天气时隔水管 回收费时的问题，仅需要回收少量隔水管单根即可 进行避台风作业。与常规钻井隔水管系统相比，防 台风钻井隔水管需要配有近海面脱离总成和浮力 罐，其中近海面脱离总成可以实现隔水管的紧急脱 离与快速回接，是防台风钻井隔水管的核心部件。 目前，国外学者对防台风钻井隔水管进行了一 些研究。 E.Kogure 等 对防台风钻井隔水管系统 静态性能进行了分析，并给出系统应力危险区域； R.Thethi 等研