深水钻井隔水管紧急解脱失效动态风险分析

为了分析钻井隔水管紧急解脱失效动态风险,保证深水钻井隔水管紧急解脱安全运行,通过辨识隔水管紧急解脱相关风险因素,以及隔水管紧急解脱失效的潜在后果,采用模糊事故树和事件序列图相结合的方法,建立隔水管紧急解脱失效后果模型;基于映射准则,将模型转换成贝叶斯网络,进行深水钻井隔水管紧急解脱风险的定量分析;研究了紧急解脱动态失效概率和关键致因,并从钻井隔水管系统设计、钻井作业、紧急解脱测试和操作等方面提出预防措施,以降低紧急解脱失效概率;以南海8号钻井平台为研究对象进行案例分析。研究结果表明:1年内隔水管紧急解脱失效的概率区间为0.075 7至0.105 0;台风、不合理的解脱时刻、过提力不足、井口倾角大和内波是导致紧急解脱失效的主要原因;该模型评估结果与实际情况相符合,该方法可用于钻井隔水管紧急解脱失效风险评价。     

隔水管脉动冲击疲劳损伤磁记忆检测试验研究

为研究深水钻井过程中隔水管疲劳失效的检测问题,将磁记忆技术应用于隔水管疲劳损伤检测。选用典型隔水管材料X80开展脉动冲击疲劳损伤磁记忆检测试验,使用光学显微镜观测试样表面形貌并测量裂纹长度;采集试样表面切向磁记忆信号并提取特征参数,建立基于磁记忆技术的疲劳损伤定量评估方法。研究结果表明:对比显微观测结果,切向磁记忆信号特征参数变化能够实现对疲劳损伤进程的准确表征且能够准确地检测裂纹的萌生及失稳扩展;切向磁记忆信号波谷值绝对值和梯度峰峰值绝对值均与裂纹长度呈线性递增关系。该方法可为进一步研究基于磁记忆技术的隔水管疲劳损伤早期诊断方法提供理论与数据支撑。     

含体积缺陷隔水管安全区间研究

为保障隔水管在海上安全作业,需要对含缺陷隔水管进行安全评估,使其在作业过程中不发生压溃、泄漏、断裂等安全事故。基于弹塑性线性硬化模型及Von Mises屈服准则,考虑拉弯内压载荷和缺陷几何尺寸的影响,建立含体积缺陷隔水管的三维有限元计算模型,分析含体积缺陷隔水管在复合载荷作用下的力学特性和安全作业区间,评价隔水管的安全性。结果表明:缺陷深度越大,含缺陷隔水管越易达到屈服;隔水管安全作业区间随着缺陷深度的增加而减小;较大的内压载荷会明显减小含缺陷隔水管安全区间范围,但是内压载荷较小时,缺陷深度对隔水管安全区间范围影响较小;弯矩载荷过大时,隔水管安全区间所承受的极限轴向载荷明显下降,但所承受的极限内压载荷变化不大。     

超声波多普勒隔水管气侵监测系统设计与海上测试

为了研究超声波多普勒隔水管气侵监测测量原理的正确性和海上应用的可行性,开展了室内实验和现场试验。通过室内实验,得到了油基钻井液在不同含气情况下超声波多普勒信号与含气率之间的关系,验证了利用多普勒信号畸变进行气侵识别的有效性和适用性;通过开展陆上井现场试验,确定了隔水管气侵监测系统设计的关键参数,验证了超声波多普勒设备对大壁厚环空内部流动监测的可行性;设计并加工了隔水管气侵监测系统样机。通过在海上钻井过程中的实际应用,测试了监测系统的稳定性,得到了隔水管内部流动状态的监测信号,验证了隔水管气侵监测系统在海上现场应用的可行性。     

附属管线对隔水管涡激振动影响的数值模拟研究

涡激振动现象会引起海上钻井平台隔水管发生结构失稳和疲劳破坏。针对附属管线安装位置对隔水管的涡激振动影响开展了三维数值模拟,采用CFD大涡模拟计算方法,对不同来流角度α、直径比d/D和间距比G/D情况进行数值模拟,得到隔水管所受的升力和阻力变化情况并对其进行频谱分析。模拟结果表明:隔水管所受的升力和阻力对来流角度的变化很敏感,阻力系数CD和升力系数均方根CrmsL随来流角α的增大而减小,并在α值为30~45°范围内降至最低;用来表征隔水管后方漩涡脱落频率的St数随α的增大略有增大,但总体稳定保持在较低值范围。根据模拟结果,附属管线在直径比d/D值应在0.2~0.3范围内,间距比G/D值在0.3~0.4范围内的布置方式对隔水管涡激振动的抑制效果最为理想。     

不同雷诺数下隔水管绕流模型仿真

为了研究深海钻井过程中不同海况下海流对隔水管振动情况的影响,利用COMSOL软件,建立了圆柱绕流二维仿真模型,对刚性圆柱展开绕流仿真,研究了不同雷诺数(2.5×104Re4.0×105)下隔水管绕流的漩涡脱落形态、升力系数和阻力系数、涡泄频率,斯特哈尔数(Strouhal)的变化规律。结果表明,随雷诺数增大,升、阻力系数减小,涡泄频率增大且近似呈线性关系,斯特哈尔数(Strouhal)在亚临界流区域及亚临界流向临界流过渡区域内基本不变。仿真结果与相关文献及经验值吻合良好,验证了仿真方法对隔水管振动研究的适用性。     

管道内检测技术及发展趋势

目前,对于管道的检测较为普遍的观点是采用智能检测器对管道实施内检测.简单介绍了内检测技术在国内的发展情况,着重介绍了针对3种缺陷类型而研发的变形检测器、金属检测器、裂纹检测器3种管道内腐蚀检测技术,指出了目前内检测技术存在的问题及其发展趋势.     

用激光监测气体污染

英国研制成功一种 新型的气体污染监测装 置──激光检测器。 这种检测装置十分 灵敏,具有自动故障检 测等优点,可以检测许 多用其他技术无法检测 的气体,而且可以自动 纠正任何微小的误差, 气体浓度较低时,也能 被检测出来。检测精度 为1.0ppm,检测时间为 10毫秒。 这种检测装置是根据大多数气体吸收红外线能量的原理,运用比尔──朗贝尔定律进行检测的。激光器产生一种能够被污染气体吸收的红外光波,照射在100米之外的信号检测器上,信号检测器根据激光器的光强,确定污染气体的浓度。这种检测装置的输出信号,不受大气温度、压力、湿度、粉…     

水渠边建台阶不设防女教师洗衣亡要赔偿

到水渠边洗衣服不幸掉进深水而被淹死,也要水管部门赔偿吗？５月１６日,河南省西峡县人民法院判决了一起水管部门因在水渠边建台阶,给人创造取水洗衣条件却未采取任何防范措施导致洗衣人溺水身亡一案,水管部门赔偿其丧葬费、死亡补偿金等共计１０ １４５元。 ２０００年１２月 １７日下午,西峡县重阳乡中心小学女教师徐文莉（化名）利用休息时间到一路之隔的重阳水库电站闸门下渠边修建的水泥台阶上洗自己和孩子的衣服,不幸坠入渠内,被急流卷入通水渠,又流经约８米高的陡崖摔入深潭,溺水死亡。 水库管理部门自从在电站闸门下的水渠…     

防毒面具新型多功能检漏测试评价系统

一种新型轻便的多功能防毒面具泄漏测试评价系统已研制成功并装备部队.该系统易于在野外或实际作业场所进行相应的测试评价,同时还能够测定防毒面具的可靠性、适合性,对于防毒面具的缺陷部件如饮水管、呼气阀等部件具有较好的测试与评价能力.通过该仪器对防毒面具进行的可靠性和适合性测试,可以帮助使用者显著增加其对所佩戴防毒面具的信心,保证了作业人员的人身安全,提高了作业效率,对于防毒面具等呼吸器的性能检测与监控具有重要的现实意义.     

海洋立管内流流动分析及疲劳寿命预测

涡激振动是立管发生疲劳破坏的关键因素之一。为了更加准确预测其疲劳寿命，基于Van Der Pol尾流振子模型，考虑内外流共同作用对立管的涡激振动影响及横向和顺流向的耦合作用，建立了立管涡激振动方程，用Hermit插值函数和Newmark-β法对方程求解，进一步采用P-M准则对立管疲劳寿命进行分析。并且通过设计试验对模型进行验证，最后研究管内流速对位移响应和疲劳寿命的影响。结果表明:立管振动位移随内流流速的增加而增加，造成立管疲劳寿命降低；通过增大顶张力可以有效消除内流的影响；立管两自由度涡激振动疲劳寿命大体相等，因此双向耦合作用在立管振动分析中应给予足够重视。     

深水隔水管系统安全作业窗口分析*

为分析深水隔水管系统在不同环境载荷下钻井平台允许的最大偏移量,确保整个钻井作业顺利完成并提高生产效率,建立隔水管-井口与土壤整体力学分析模型,提出1种以钻井平台向不同方向许可偏移距离确定安全作业窗口的分析方法,并结合实例分析表层海流速度及隔水管系统顶张力对隔水管系统安全作业窗口的影响。结果表明:当表层海流速度增大时,深水隔水管-井口与土壤整体系统安全作业窗口减小,不同模式间作业窗口的间距增大,且沿海流速度方向正常工作区间减小幅度远大于垂直海流速度方向,应尽早准备和启动隔水管系统底部脱离;当海流速度过大导致安全作业区间过小时,可通过提高隔水管系统的顶张力增大安全作业区间。     

基于地震波法的底板破坏区域探测技术及应用

针对煤矿煤层底板采空区域不明确的问题,为了确定采空区的精确范围以及内部状态,采用物探的矿井反射地震波探测技术,首先利用地质探测仪对地震波波形进行数据采集,并进行数据分析以及波形的反演计算,最终根据波形的形状和频率确定底板破坏情况;其次将底板破坏区域分为上位层破碎带和下位层破碎带;最后在现场采用底板钻探的方法对地震波探测技术进行了验证。结果表明反射地震波探测技术得到的结果接近于钻探结果,采用反射地震波探测技术可以较精确判断底板采空区破坏范围。     

作业条件危险性评价法在深水钻完井作业评价中的应用研究

深水钻完井作业长期暴露于危险环境中,被普遍认为是高危作业。同时深水事故的发生给人类带来深刻的教训,例如墨西哥漏油事件造成恶劣的海洋环境污染,有必要提高钻完井作业的安全性。由于深水钻完井作业复杂,其危险性复杂多样,需从作业单元入手详细分析其危险性。本文采用作业条件危险性评价法（LEC）对深水钻完井作业进行危险性评价。首先,辨识危险有害因素;其次,在对作业条件危险性评价法进行改进的基础上分析深水油气田钻完井作业火灾爆炸危险性。分析结果表明改进后的作业条件危险性评价法能够更准确地确定危险等级,为对深水钻完井作业其它危险因素评价提供了参考。     

钻具材料疲劳损伤的磁记忆检测试验研究

为及时准确地确定钻具疲劳损伤及应力集中位置,确定疲劳损伤程度,对42CrMo钢缺口试件进行拉扭疲劳试验及磁记忆在线检测。试验中实时采集磁记忆信号的切向分量,分析其梯度变化趋势,并提取Hp(x)max,Hp(x)sub,Kmax,Ksub等4个磁记忆信号特征参量,研究这4个特征参量在整个疲劳循环过程中的变化规律,并比较在线卸载与在线加载检测各特征参量的异同。试验结果表明,在整个疲劳过程中,各磁记忆信号特征参量具有不同的变化规律,很好地诠释了材料的拉扭疲劳过程,表征出不同疲劳阶段材料的应力集中程度。     

基于SAPSO-BP网络模型的海洋平台落物碰撞损伤分析

为了确保海洋平台作业过程中落物坠落对甲板撞击后的结构安全,对坠落立管撞击海洋平台甲板的过程进行了非线性仿真分析。运用ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型,对坠落立管不同撞击角度撞击海洋平台甲板进行模拟计算,得到甲板在不同工况下的损伤情况。运用1种自适应性变异的粒子群优化算法SAPSO与BP神经网络结合［1］,对海洋平台进行落物碰撞损伤分析。研究结果表明:落物与垂直方向偏离5°～10°为坠落时最危险的工况。SAPSO-BP提高了BP神经网络的拟合能力,减小了拟合误差,提高了拟合精度,验证了SAPSO-BP网络模型的实用性和可靠性。综合考虑制定适用于海洋平台落物安全的工作程序和平台及设备的防护措施,为海洋平台作业中落物风险评估和海洋平台作业安全保障提供参考。     

海上超高温高压钻井井筒温度压力场耦合研究

为研究海上超高温高压钻井井筒温度压力的变化规律,基于流体力学和传热学理论,考虑超高温高压井筒环境对钻井液密度以及钻井液流变参数的影响,建立海上超高温高压钻井井筒温度压力耦合预测模型,并利用实例井现场随钻数据进行模型验证,分析正常钻进期间井筒温度压力的变化规律。研究结果表明：对井筒温度而言,钻井液流变性变化的影响大于钻井液密度变化的影响,耦合计算温度结果要大于不耦合计算的温度值,且两者之间的温差随井深的增加越来越大;对井筒压力而言,钻井液密度变化对当量循环密度ECD(equivalent criculating density)的影响要大于流变性对ECD的影响,且耦合计算的ECD要小于不耦合计算的ECD值。该耦合模型可以提高井筒温度压力的预测与控制精度,并降低超高温高压地层窄密度窗口中的安全钻进风险,研究结果对超高温高压钻井精准的井筒温度压力预测及控制具有重要意义。