力学与实践

作者：王振, 韩佳琦, 李媛媛, 王芳, 张德胜, 张振楠,

关键词：油气混输立管, 关井状态, 自然频率, 模态函数,

针对海上油气井关井状态下，柔性立管内油气在重力作用下分层导致立管张力分布不均匀问题，本文将其简化为两段张力和质量分布不同的连接索，建立了分段海洋立管横向振动的简化数学模型。基于变量分离法和Bessel函数解析求解了模型，给出了关井状态下立管横向振动的自然频率和对应的模态函数的表达式。分析了油气占比、密度、顶张力对振动的自然频率和模态函数的影响，结果表明：当柔性立管内含气段立管长度逐渐增大时，立管横向振动的自然频率逐渐增大，并且模态函数最大腹点向深水方向移动；和工作状态相比，关井状态下分层后立管的自然振动频率变小；当柔性立管内液体密度增加或海上平台提供的顶张力增加时，立管横向振动的自然频率逐渐增加。

来源：2022年第5期

《力学与实践》期刊编辑部

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