苗立勇，宋千云，吴彩云，苗立谦

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0 引言

在石油钻井行业，高压泥浆系统是钻井船的关键系统之一，在钻井过程中起到携带钻屑出井、冷却和润滑钻头、平衡井下压力等作用[1]。目标钻井船的高压泥浆系统设计压力是 51.71 MPa。工作压力高，对管路材料的强度、硬度、塑性等物理性能提出了严格的要求，焊接、安装等施工要求高，工艺复杂。

高压泥浆管的泥浆成本在整个钻井过程中占有很大比例，设计合理的泥浆系统对钻井系统的功能性、经济性非常重要。

1 材质选择和性能分析

经过对自升式钻井平台及其他类似钻井平台及钻井船的调查，发现目前高强度合金钢ASTM A519 GR4130因其优越的性能而获得业界普遍认可，被选用为高压泥浆管路的材料。根据表1显示，ASTM A519 GR4130钢属于中碳调质钢，其焊接工艺[2]调质后的抗拉强度为 730 MPa～860 MPa，屈服强度为 485 MPa～755 MPa，的冲击韧性大于40 J。

表1 ASTM A519 GR4130的化学成分

工作区域如果是高硫井或者需按高硫井设计，那么相应的管材、附件、连接件和阀门全都要满足美国防腐蚀协会NACE MR 0175或ISO 15156的最新要求，洛氏硬度不超过22 HRC。

GR4130的性能可以满足海工钻井的各方面需求，且市场上生产厂家数量多，供货充足，成本方面能得到有效控制，因此，综合各方面的考虑，目标钻井船的高压泥浆系统材料采用ASTM A519 GR4130。

2 应力分析

管线应力分析是高压泥浆管道设计的基础，高压管道上任意一个点失效都可能引起整个管道系统停止工作，甚至可能造成严重的安全事故和巨大的经济损失。……