隔水管顶张力对水下井口系统稳定性影响

摘要

海洋深水钻井过程中,隔水管张力器系统提供恒定的顶张力调节隔水管的受力和形变,是保证水下井口系统稳定的关键。综合考虑海流、平台偏移、海底土、顶张力等影响,建立了水下井口系统力学分析模型及水下井口挠曲微分方程,基于理论模型分析了不同顶张力下(张力比:0.9、1.0、1.1、1.2、1.5)隔水管系统的弯矩和横向位移特征,采用力学等效转化的方法,分析了顶张力大小对水下井口稳定性的影响特征。结果显示,水下井口安装到位后,在平台偏移量固定的情况下,轴向载荷顶张力是影响井口稳定的唯一可控因素;提高隔水管顶部张紧力,可以进一步改善隔水管和水下井口的变形和受力状况,在深水现场钻井作业中,基于最小顶张力计算方法,设置1.0~1.5倍张力比有利于提高水下井口系统的稳定性。