c. определение функциональных зависимостей между величиной внешних нагрузок,
приходящих на колонную головку и соответствующими возникающими напряжениями на устье
скважины;
Для определения функциональной зависимости между величиной внешних нагрузок, приходящих
на колонную головку и соответствующими возникающими напряжениями на устье скважины
обратимся к выполненным расчётам в пункте 3.2.
Подводное устье скважины действует как интерфейс между морским буровым райзером и
направлением с его обсадными колоннами. Морской буровой райзер подвергается нагрузкам
окружающей среды, таким как волны и течения, а также нагрузкам от буровой установки. Эти
нагрузки передаются вниз по райзеру на систему устья скважины и обсадных колонн.
Чтобы определить зависимость между напряжением в ПКГ и нагрузкой, необходимо понять
причину возникновения напряжения в ПКГ.
Рис. 2 Схема устья скважины (передача ангрузки на ПКГ через ПВО)
На рисунке 2 показан момент натяжения райзерной системы, вследствие чего на гибком
соединении между райзером и ПВО создаётся момент и сила сдвига. где MLFJ и VLFJ - изгибающий
момент и сила сдвига, соответственно, вызванные движением райзера в нижнем гибком
соединении, а MWH и VWH - изгибающий момент и сила сдвига, передаваемые на колонную
головку посредством локального анализа.
Момент на устье скважины можно найти по формуле:
,
Где
Mflexjoint – Изгибающий момент в гибком соединении
Fshear – Сила сдвига
HBOP – Высота противовыбросного оборудования
Сила сдвига Fshear получается путем умножения эффективного натяжения райзера в гибком
соединении на синус угла поворота гибкого соединения по следующей формуле:
Fshear = Feffective tension * sin ϕ
Где
Feffective tension – Эффективное натяжение райзера в месте гибкого соединения
ϕ – угол отклонения гибкого соединения
Натяжение райзерной системы создает напряжение в системе Райзер/устье скважины.
Осевое напряжение σZZ определяется по формуле:
σZZ=прямое растягивающее напряжение + изгибающее напряжение
Взяв во внимание вышеперечисленные уравнения, можно сделать вывод что прямое
растягивающее напряжение – это воздействие, обусловленное натяжением стенки; напряжение
при изгибе - это воздействие, обусловленное изгибающим моментом.
Исходя из этого, нятяжение в системе райзер/устье скважины прямопропорционально нагрузкам,
создаваемым от системы райзера.