風波流聯合作用下的淺海域隔水導管屈曲仿真

鄭運虎,姜 峰

(蘭州理工大學石油化工學院 ， 甘肅 蘭州 730050 )

· 能源與環境·

風波流聯合作用下的淺海域隔水導管屈曲仿真

鄭運虎,姜 峰*

(蘭州理工大學石油化工學院 ， 甘肅 蘭州 730050 )

在對隔水導管進行受力分析的基礎上，擬合出風、波、流載荷隨高度和深度變化的函數關系式。以某淺海油田工程為例，聯合風、波、流的共同作用力，采用Workbench模擬導隔水管在最惡劣工況下屈曲響應和應力分布，得出隔水導管的臨界失穩載荷與形變特點以及應力分布，指出結構薄弱環節；根據所得固有頻率，算得各階頻率所對應的共振轉速。

隔水導管；屈曲分析；臨界載荷；固有頻率；五階波

屈曲分析主要用于研究結構在一定載荷下的穩定性，最終是為了確定結構的臨界失穩載荷值和屈曲形態。屈曲分析包括線性屈曲和非線性屈曲。線性(特征值)屈曲的計算結果偏保守(偏安全)，不完全用于實際工程問題分析；但是實際結構常常會因自身的缺陷和非線性載荷在結構尚未達到理論屈曲載荷時就已失穩。線性屈曲計算速度快，計算結果較保守，所以可用線性屈曲分析來預算結構屈曲臨界載荷與形變大小。

海洋石油隔水導管的主要功能是隔離海水，形成鉆井液循環的通道。其結構簡單，但工作環境和受力狀況極其復雜，在海上作業時導管不僅要受到井口的持久壓載，同時還要受到風、浪、流、自重以及鉆頭轉速等因素的影響，這些載荷對隔水導管的安全作業構成了嚴重威脅；……