摘要：根据API 17D规范,对深水水下采油树零部件中容易损坏的输油管进行受力分析,建立不同水深、水温等条件下的输油管应力计算模型,用ABAQUS软件进行应力的有限元计算。结果表明,随着水深增加,油管固定边界对输油管强度的作用逐渐增大。因此在进行深水采油树输油管设计时,应合理设计输油管与采油树主管或与阀门之间的距离,提高边界对输油管强度的加强作用。

摘要：自升式钻井平台完成钻井作业后,需要进行拔桩操作。历史上发生的多起自升式平台拔桩事故都与在特定地质条件和入泥深度下平台的拔桩能力评价相关,而其中拔桩阻力预测的偏差是重要的因素。文中分析自升式平台拔桩阻力的影响因素,用通用有限元软件Abaqus对拔桩过程进行数值计算,实现对拔桩过程中桩土相互作用、孔隙水与桩周土体的流固耦合作用及桩周土体的重新回落、淤积、固结等的数值模拟,得到拔桩过程中桩周土体的变形、破坏等运动规律,进而得出平台在特定孔位、特定入泥深度下的拔桩阻力。数值分析与规范公式计算的结果对比发现,公式计算所得结果偏大,主要是因为公式计算将各部分阻力(桩靴底部吸附力、桩靴侧面摩擦阻力、桩靴上部覆土的重力和桩侧土体的剪切破坏力)取最大值相加所得,而实际过程中各部分拔桩阻力并非同时达到最大值。文中的数值计算方法弥补了现有公式计算的不足,为进一步评定平台拔桩能力及结构强度的设计提供一种较为准确的计算方法。

摘要：总结了立管基础跨接管设计需要考虑的关键问题,包括几何形状、静态极限强度和疲劳寿命等。研究了静态极限强度的载荷种类、边界条件和校核标准。探讨了立管涡激振动、海底底流涡激振动、段塞流、循环热载荷等对跨接管疲劳寿命的影响。在此基础上,提出了立管基础跨接管优化设计的数学模型。

摘要：水下管汇是海上油气开发的重要设备,深水中的管汇设计面临许多技术挑战。管汇处于深水中,环境条件比较复杂;内部承压很大;需要实现的功能多;整体布局形式复杂。针对管汇的结构进行了优化,设计了一个应用于南海荔湾3-1深水气田开发的6井槽水下管汇。完成了单井产气的汇集,化学药剂的分配及清管功能,还实现了相关的化学药剂注入控制功能,满足了荔湾3-1深水气田开发的需要。

摘要：油管悬挂器是水下采油树的核心部件,其锁紧机构对油管悬挂器至关重要。阐述了油管悬挂器锁紧机构的组成、锁紧及解锁原理,确定了锁紧方案和解锁方案。对锁紧块在锁紧和解锁工况下的受力进行分析,得出2种工况下的推动环倾角均为45°。分析了单齿锁紧块和多齿锁紧块的受力情况和力传递途径,推导出单齿锁紧块和多齿锁紧块在X方向和Y方向的受力方程。建立了单齿轮廓和双齿轮廓的有限元模型,研究不同锁紧齿数对载荷传递路径的影响及不同路径应力分布。研究结果表明,2齿形的锁紧块结构更适合油管悬挂器的锁紧机构。

摘要：为了对自升式钻井平台插拔桩和冲桩过程进行研究,设计了一套自升式钻井平台插拔桩和冲桩试验系统。该系统能够提供最大50 k N的推力和拉力,以及最大压力为1 MPa的冲桩水,满足试验工况的要求;能够监测记录试验过程中的阻力、孔隙水压力、桩靴模型的位移和试验土体的性质。对试验系统的承力部位加载架进行了有限元分析,结果表明加载架的稳定性符合要求;当入泥深度在300 mm以内时,试验测得的阻力与SNAME(2008)推荐方法预测阻力吻合。所得结果验证了试验系统能够有效地模拟插拔桩及冲桩过程。

摘要：水下连接器作为水下跨接管与水下生产设施的连接部件,是连接系统的重要组成部分。设计了2种不同的水下管汇水平连接器方案,第1种方案选用定位锥式安装方式,定位准确;第2种方案选用支撑臂式安装方式,操作快速。分析了这2种方案的结构组成和安装过程。在连接器及其安装工具、液压系统的结构方面,定位和对中功能的准确性,二次锁紧功能的可靠性等方面进行了对比。提出了改进建议。

摘要：分析了水下采油树的关键部件——井口连接器的功能、类型及结构。针对水深300m、设计压力为34.5MPa(5000psi)、设计温度为-18～121℃的卧式采油树,根据ISO13628-4和API17D相应规范,在考虑井口结构、目标油田油藏特性和环境参数的基础上,设计采油树井口连接器,并对关键部件C型锁紧环所需要的液压锁紧力进行计算分析;利用ABAQUS软件对液压锁紧力进行验证和强度校核。计算结果表明:所设计的锁紧机构满足井口连接器和水下采油树的需要。

摘要：MEC密封是水下卧式采油树密封的一项关键技术。为了进行密封性能试验,设计了MEC密封件的密封试验装置。分析了该装置的组成部分和关键参数,并采用ABAQUS软件对其上、下安装盖的强度进行有限元分析。分析结果表明,设计的试验装置满足强度要求。

摘要：沿海区域各类船舶抛锚作业对于海底管道的碰撞损伤风险不断提高。采用耦合欧拉-拉格朗日方法 (CEL)模拟了抛锚撞击海底管道过程。采用Mohr-Coulomb模型模拟海床的非线性特征,并利用罚函数法处理锚、海床与管道之间的相互作用。通过对不同土壤特性、落锚速度、锚自身尺寸及重力和管道埋设深度的参数分析研究了其对管道撞击塑性变形的影响,分析结果表明,埋设管道上部土壤特性在吸收落锚撞击能量中起重要作用,而撞击塑性变形与锚的类型和撞击速度密切相关。研究成果对海底管道抗锚害设计具有一定的理论指导意义。