石油学报

作者：柳军, 郭晓强, 刘清友, 王国荣, 何玉发, 李建

单位：1. 西南石油大学机电工程学院 四川成都 610500;2. 中海油研究总院有限责任公司 北京 100028

关键词：海洋立管,管柱力学,涡激振动,尾流振子模型

基金：柳军,男,1980年5月生,2003年获重庆大学学士学位,2011年获重庆大学博士学位。现为西南石油大学机电工程学院机械工程专业研究员、博士生导师,主要从事油气管柱力学研究。Email:201031010081@swpu.edu.cn

摘要： 海洋立管的涡激振动是导致海洋油气井事故的主要因素。笔者采用Hamilton变分原理考虑海洋立管内部流体和管外海洋环境载荷的联合作用下，建立了立管横流向和顺流向耦合振动模型，采用尾流振子模型模拟流体对大长径比立管横向和顺流向的涡激力。借助Newmark-β和4阶Runge-Kutta耦合迭代法，求解立管振动和涡激力计算模型，与现有文献实验数据结果对比验证了模型的有效性。在此基础上，系统地分析了不同均匀流和顶张力情况下立管横流向和顺流向涡激振动响应的特性。结果表明，横流向振动在剪切流和均匀流中都具有频率锁定效应，顺流向振动表现为均匀流中的频率锁定效应和剪切流中的多频效应；在高流速下，需同时重视顺流向和横流向的涡激振动影响。

来源：2019年第10期

《石油学报》期刊编辑部

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