王宴滨 曾 静 高德利

1. 石油工程教育部重点实验室·中国石油大学（北京） 2. 中国地质调查局广州海洋地质调查局3. 南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）

0 引言

深水水下井口的疲劳损伤问题已成为制约深水油气井长期安全高效运行的重要问题之一。受作业水深、复杂地质条件和恶劣海洋环境等因素的影响，水下井口受到的外载荷越来越复杂；此外，深水井产量一般较高，在测试过程中，高温产液上返时会引起水下井筒环空内液体受热膨胀，产生环空带压。环空带压的存在会改变水下井口疲劳热点处的应力状态，并对水下井口的疲劳损伤产生重要影响。因此，考虑环空带压的影响，对水下井口疲劳损伤进行准确预测分析已成为深水油气工程亟待解决的难题。

根据现行的行业推荐做法[1]，深水水下井口的疲劳损伤分析主要包含3个步骤：①整体响应分析，研究传递到水下井口上的弯矩随时间的变化关系（弯矩—时间曲线）；②局部响应分析，研究水下井口疲劳热点处的应力随弯矩的变化关系（应力—弯矩曲线）；③疲劳损伤分析，获得水下井口疲劳热点处的应力随时间的变化关系（应力—时间曲线），并据此计算疲劳热点处的疲劳损伤。因此，关于水下井口疲劳损伤的研究也主要集中在这3个方面。Valka 等[2]、Williams等[3]和Dara[4]讨论了作用到水下井口上载荷的传递机理，介绍了在水下井口整体力学建模时的考虑要点。Evans等[5]、Buitrago等[6]讨论了隔水管系统配置参数和作业参数等对水下井口疲劳损伤的影响。……