深水钻井送入管柱的载荷计算与强度分析

在海底浅部地层导管段和表层套管段的深水钻井过程中，裸露在海水中的送入管柱承受各种复杂载荷，有失效的风险。基于Euler-Bernoulli梁理论，建立无隔水管环境下送入管柱的准静态载荷计算模型，应用加权余量法进行求解，分析海洋环境载荷、钻井船偏移运动及底部套管柱重力等因素对送入管柱受力、变形和强度安全的影响。结果表明：海流载荷对管柱横向变形作用显著，波浪载荷对管柱顶部弯矩有较大影响；底部套管柱重力是影响送入管柱强度设计的关键因素；在不同作业阶段，钻井船适当的负向偏移有助于导管垂直安装，而钻井船适当的正向偏移能有效减小管柱顶部弯矩；由于弯曲正应力造成Mises应力在管柱顶部和底部出现突增，可基于轴向复合应力进行送入管柱的强度设计，并给出了管柱结构优化方案。
Key words: deepwater drilling landing string quasi-static analysis loads calculation strength analysi