郝逸，王文明,*，李皓冉，龚普，熊明皓，顾继俊

1 中国石油大学(北京)机械与储运学院， 北京 102249

2 南京晨光集团有限责任公司地面设备设计研究所，南京 210006

0 引言

隔水管是海洋钻修井作业的关键装备，其长度长、柔度大，易发生振动。随着作业深度增加，海洋载荷复杂多变，隔水管动力响应十分复杂，严重时会发生共振导致作业事故[1-2]，造成巨大的经济损失，甚至对作业人员生命安全和海洋环境造成威胁。随着国家深水战略的提出，对千米级隔水管作业要求愈发严格。因此，对隔水管固有特性开展研究十分重要[3-6]。

国内外学者对隔水管固有频率进行了大量理论和实验研究。Sparks C P[7]研究了隔水管横向模态振动的物理特性，提出了固有频率、节点和反节点位置、底部球绞的最大转角和隔水管最大弯曲位置的简化公式；刘清友等分析了钻井液的流速、顶张力和隔水管结构参数等对固有频率的影响[8]；畅元江等[9]基于能量守恒定律提出了隔水管固有频率的简化计算公式，其计算结果与相关文献[10]计算结果比较吻合；郭海燕等[11]利用有限元方法研究了内部流体流速和顶张力对隔水管固有频率的影响，结果表明内部流体流速越大，固有频率越小；韩春节等[12]采用微元法得到了隔水管数学模型，并利用分离变量法求解；邵卫东等[13]考虑浮体升沉及张紧环运动，提出了计算深水顶张力立管固有频率的方法。以上对隔水管固有频率的研究，忽略了隔水管轴向力沿长度的变化，主要利用有限元软件或者通过实验确定隔水管的固有频率。……