本技术提供了一种海洋平台‑隔水管‑水下井口耦合系统参激响应实验方法,属于隔水管系统技术领域,该海洋平台‑隔水管‑水下井口耦合系统参激响应实验方法为以实际海洋钻井隔水管系统配置参数作为依据,基于相似理论及截断设计理论,确定缩尺实验相似比、模型材质、结构尺寸的参数;各装置之间通过法兰盘以及螺栓完成紧固连接;调整六自由度激励平台的升沉幅值和频率以及调整钻井液循环装置来控制隔水管柱内的钻井液流速和压力;通过在隔水管的管柱不同位置粘贴多组金属应变片,同时在隔水管系统的顶部和底部各安装一个三分力仪装置;通过对采集数据进行分析处理;能够解决复杂载荷下对控压钻井隔水管耦合系统参数激励振动影响机理不清的问题。
背景技术
随着陆地油气资源开采日益严峻,为满足日益增长的能源需求,油气资源开发逐渐转向深海、超深海区域。区别于陆地钻井,深水钻井地层压力与破裂压力之间的间隙较小,钻井作业安全密度窗口窄,井筒压力控制难度较大,溢流、漏失等井下复杂情况频繁发生,导致非生产时间延长并且钻井成本提升,更有可能造成井喷等重大安全事故,污染海洋环境以及工作人员人身安全。为解决深水窄密度窗口地层井控问题,控压钻井(ManagedPressure Drilling)技术是实现深水和超深水安全高效钻井的重要技术。其核心就是通过MPD高压隔水管单根装置、甲板压力控制设备、回压控制管线等实现对井底压力实时监测及精确调控,通过在管柱内部进行背压调整以及调整钻井液流速来保持井底压力在安全密度窗口之内,保证深水钻井作业高效安全进行。
根据调研研究发现,国内外目前对于控压钻井技术(MPD)的基础理论研究和实践应用取得了一定成果,但是面对于海洋平台-隔水管-水下井口耦合系统在钻井平台升沉运动、管内高压以及钻井液流速的共同作用下,管柱系统所发生的参激振动响应分析却鲜有报道,控压钻井隔水管耦合系统相比较于常规的钻井隔水管系统所受载荷更加复杂。
实现思路