基于非线性模型的深水隔水管横向振动固有频率分析

摘要

论文利用微元法建立了隔水管横向振动控制方程,假设轴向力为线性变化得到了隔水管的非线性模型,利用共振法获取隔水管固有频率,采用有限差分法求解非线性模型。分析了隔水管长度、隔水管壁厚、顶部张紧力、钻井液与海水附加质量等因素对隔水管横向振动固有频率的影响,结果表明：隔水管长度增加时,其固有频率减小;随着隔水管壁厚增加,其固有频率增大;顶部张紧力越大,隔水管固有频率越高,可通过改变张力比来有效地改变系统固有特性;计算时需考虑内部钻井液,但钻井液密度对隔水管固有频率影响不大,但附加质量对固有频率的影响较大,必须考虑由海水引起的附加质量。研究内容为评估深水隔水管作业风险,提供了重要理论依据。