王宴滨 高德利 房 军

(中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室)

考虑不同桩土接触模型的深水钻井导管承载能力数值分析*

王宴滨 高德利 房 军

(中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室)

采用合理的桩土接触模型对正确计算深水表层导管的承载力具有重要意义。建立了深水导管横向位移和竖向承载力的计算模型,并用ABAQUS有限元软件,考虑初始地应力的影响,通过编写相应本构模型的有限元程序,用接触力学法和接触面单元法模拟了导管的横向位移,用库伦摩擦模型与Goodman接触单元模型模拟了导管的竖向承载力。结果表明:采用接触面单元法计算的导管横向位移大于接触力学法计算结果,采用Goodman模型计算得到的导管竖向承载力大于库伦摩擦模型计算结果。同时,分析了导管顶部竖向力及弯矩对导管横向位移,以及导管尺寸对导管竖向承载力的影响规律,对深水钻井导管工程设计与控制具有参考价值。

深水钻井;表层导管;桩土接触模型;横向位移;竖向承载力;数值分析

深水钻井导管是深水油气井建设过程中安装的第1层套管,后续的水下井口和防喷器组的重量及隔水管底部传递的外力全由此导管承受。由于浮式钻井平台(船)的漂移,将会使导管发生挠曲变形,如果深水钻井导管横向位移过大,会造成井口失稳[1-4]。深水海底泥线以下的浅部地层成岩性差、强度低,所以深水钻井导管采取喷射安装,一般不固井,如果此导管竖向承载能力不足,则有可能导致水下井口下沉甚至井眼报废等严重后果。……