朱敬宇, 陈国明, 朱 渊, 刘 康, 秦源康, 沈孝鱼

(中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心,山东青岛 266580)

深水闸板防喷器作为深水井控的最后一道安全屏障,对于发生井喷事故的危机情况,必须具备剪断钻杆密封井口的能力,否则易引发严重井喷事故后果,如“深水地平线”事故由于闸板防喷器失效,最终导致了史上最严重的井喷漏油事故[1-3]。因此开展闸板防喷器剪切能力评估与提升研究,对降低深水井喷事故风险具有重要的工程意义。国内外学者针对闸板防喷器的剪切过程已开展大量研究,Childs等[4]最早提出基于畸变能理论的钻杆剪切力计算公式,并与防喷器承包商提供的剪切力进行对比研究。Tekin[5]最早应用有限元方法进行闸板剪切力评估,并分析不同结构参数对剪切力的影响。Tulimilli等[6]通过室内试验的方法,获取钻杆剪切过程的最大剪切力。孟祥瑜等[7]基于损伤理论,建立闸板防喷器剪切过程的力学模型,并开展不同闸板结构参数的敏感性研究。Han等[8]应用仿真分析和数值模拟的方法,研究钻杆剪切过程中剪切闸板的应力峰值,并分析不同参数的影响规律。Liu等[9]提出一种基于改进Mohr-Coulomb准则的钻杆剪切力预测方法,并建立相应的有限元模型对预测结果进行验证。刘冰等[10]开展剪切钻杆过程中闸板自身力学性能的研究,分析钻杆剪切过程闸板刃口的应力状态及影响规律。Lukin等[11]通过室内试验获取S-135钻杆的材料参数,并开展防喷器的剪切钻杆力学研究。……