摘要：水下井口系统与隔水管系统共同构成连接平台与地下油藏的通道。钻井、完井、修井作业过程中泥浆循环导致井筒温度发生变化,并且平台运动、波浪等产生的循环动载荷通过隔水管作用于水下井口,造成水下井口疲劳损伤。首先建立深水井筒温度场计算模型,将温度场计算得到的井筒温度分布施加于水下井口精细有限元模型,采用局部等效方法得到水下井口的等效梁模型,把等效梁模型作为子模型代入隔水管-井口耦合模型中进行水下井口动态响应和疲劳损伤计算,研究泥浆循环作业过程中井筒温度对水下井口疲劳热点处疲劳损伤的影响,并研究不同水泥环返高对水下井口疲劳损伤的影响。结果表明,对于水泥环返高无缺陷的水下井口,50h内不考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在导管接头处,其值为1.00×10-2;考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在套管接头处,其值为3.59×10-2。当水泥环返高缺陷分别为-2 m和-5 m时,与水泥环返高无缺陷相比,套管(接头和焊缝)的疲劳损伤减小,而导管(接头和焊缝)的疲劳损伤增加,最大损伤均发生在套管接头处,其值分别为3.55×10-2和3.48×10-2。

关键词：水下井口系统 井筒温度场 局部等效模型 疲劳损伤 水泥环返高 

单位：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; 中海石油深海开发有限公司; 广东深圳518067; 中海油研究总院有限责任公司; 北京100028