Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các hệ thống giám sát mệt mỏi của riser dưới nước sâu dựa trên viễn thông âm thanh
Tóm tắt
Các riser biển đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất dầu và khí ở độ sâu lớn và siêu sâu. Chuyển động xoáy gây ra rung (VIV) của các riser biển là một vấn đề quan trọng trong việc khám phá và sản xuất dầu ở nước sâu. VIV gây ra tỷ lệ hư hỏng kết cấu cao của riser biển do việc tích lũy hư hại do mệt mỏi và làm giảm tuổi thọ mệt mỏi của riser. Việc giám sát trong quá trình hoạt động hoặc thử nghiệm quy mô đầy đủ là cần thiết để cải thiện hiểu biết của chúng ta về phản ứng VIV và nâng cao khả năng dự đoán hư hại do mệt mỏi. Một sơ đồ viễn thông âm thanh về mệt mỏi của riser biển được đề xuất và một máy nguyên mẫu kỹ thuật đã được phát triển để giám sát mệt mỏi và hỏng hóc của riser ở nước sâu và siêu sâu, có thể làm giảm tuổi thọ mệt mỏi của riser và dẫn đến tổn thất kinh tế và thảm họa sinh thái. Nhiều đột phá và đổi mới đã đạt được trong quá trình phát triển máy nguyên mẫu kỹ thuật. Các thử nghiệm trên biển đã được thực hiện trên nền tảng khoan nước sâu thế hệ thứ 6 HYSY-981 ở Biển Đông. Kết quả giám sát độ nghiêng cho thấy sơ đồ viễn thông âm thanh về mệt mỏi riser biển là khả thi và đáng tin cậy, và máy nguyên mẫu kỹ thuật đáp ứng các tiêu chí thiết kế và có thể phù hợp với các yêu cầu giám sát mệt mỏi của riser ở nước sâu và siêu sâu. Kinh nghiệm phong phú và dữ liệu thực địa thu được trong thử nghiệm trên biển cung cấp nhiều hỗ trợ kỹ thuật cho việc tối ưu hóa máy nguyên mẫu kỹ thuật trong tương lai.
Từ khóa
#những riser biển #rung xoáy #mệt mỏi #viễn thông âm thanh #giám sát cấu trúc #thử nghiệm trên biển #dầu khí nước sâuTài liệu tham khảo
Anne, M. R., 2007. Modeling and control of top tensioned risers. PhD dissertation. Norwegian University of Science and Technology, Norway, 1–55.
Brittany, G., Elizabeth, F., and Madhu, H., 2007. The role of offshore monitoring in an effective deepater riser integrity management program. In: Proceedings of OMAE 2007: 26th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. San Diego, OMAE2007-29479.
Chaplin, J. R., Bearman, P. W., and Cheng, Y., 2005. Blind predictions of laboratory measurements of vortex-induced vibrations of a tension riser. Journal of Fluids and Structures, 21: 25–40.
Enuganti, P., Shakkari, P., and Constantinides, Y., 2011. SCR integrity management program using field data from a monitoring system. In: Offshore Technology Conference. Houston. OTC-21912-PP.
Guo, H. Y., Zhang, L., Li, X. M., and Lou, M., 2013. Dynamic responses of top tensioned riser under combined excitation of internal solitary wave, surface wave and vessel motion. Journal of Ocean University of China, 12(1): 6–12.
Himanshu, M., Wolfgang, R., and Dave, W., 2008. Riser integrity monitoring techniques and data processing methods. ISOPE-2008-EF-01
How, B. V. E., Ge, S. S., and Choo, Y. S., 2009. Active control of flexible marine risers. Journal of Sound and Vibration, 320: 758–776
Jiang, S. Q., Xu, L. B., and Wang, H. Y., 2010. One kind of deep-water universal current meter based on magnetic induction. Patent pending number: 201010593428.3 (China Patent).
Leklong, J., Chucheepsakul, S., and Kaewunruen, S., 2008. Dynamic responses of marine risers/pipes tran sporting fluid subject to top end excitations. In: Proceedings of the Eighth International Society of Offshore and Polar Engineers Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium Bangkok. Thailand, November 10–14.
Li, B. J., 2010. Research on fatigue monitoring techniques of deepwater risers. Master thesis. Northwest-ernPolytechnical University, Xi’an, 1–32 (in Chinese with English abstract).
Li, B. J., Wang, H. Y., Shen, X. H., and Zhu, M. Y., 2011. A novel algorithm for riser vortexinducedvibration detecting. Computer Measurement & Control, 19(6): 1273–1277 (in Chinese with English abstract).
Li, B. J., Wang, H. Y., Shen, X. H., and Zhao, R. Q., 2012. Telemetry method with low power consumption for marine riser fatigue monitoring. Computer Measurement & Control, 20(5): 1211–1213 (in Chinese with English abstract).
Li, X. M., Guo, H. Y., and Meng, F. S., 2010a. Fatigue life assessment of top tensioned risers under vortexinduced vibrations. Journal of Ocean University of China, 9(1): 43–47.
Li, X. M., Guo, H. Y., and Meng, F. S., 2010b. Stress analysis of top tensioned riser under random waves and vessel motions. Journal of Ocean University of China, 9(3): 251–256.
Liu, J., and Huang, W. P., 2013.A nonlinear vortex induced vibration model of marine risers, Journal of Ocean University of China, 12(1): 32–36.
Mark, C., Shyue, S. C., and Cary, G., 2012. Fatigue analysis of tether chain in hybrid risers. In: Proceedings of the ASME 31 st International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Rio De Janeiro, OMAE2012-83954.
Matthew, B., Elizabeth, T., and Dhyanjyoti, D., 2012. Experimental evaluation of vortex induced vibration response of straked pipes in tandem arrangements. In: Proceedings of the ASME 31st International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Rio De Janeiro, OMAE2012-83772.
Metin, K., Wolfgang, R., and Shreenaath, N., 2009. Steel catenary riser response characterization with on-line monitoring devices, OMAE2009-79437.
Metin, K., Chen, J. H., and Curtiss, B., 2009. Tahiti online monitoring system for steel catenary risers and flowlines. OTC 19860.
Michael, A. T., Yin, F. J., and Mike, C., 2009. Benchmarking of shear7v4.5: Comparisons to full-scale drilling riser VIV data and legacy analyses. In: Proceedings of the 28th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Honolulu, OMAE2009-79442.
Modarres, S. Y., Mukundan, H., and Dahl, J. M., 2010. The effect of higher harmonic forces on fatigue life of marine risers. Journal of Sound and Vibration, 329: 43–55.
Mukundan, H., Modarres, S. Y., and Dahl, J. M., 2009. Monitoring VIV fatigue damage on marine risers. Journal of Fluids and Structures, 25: 617–628.
Muthu, C., and Trond, S. M., 2007. Riser monitoring systems-then and now. Exploration & Production -Oil & Gas Review-OTC Edition, 82–85.
Pierre, B., Roy, S., and Mike, C., 2008. Full scale VIV response measurements of a drill pipe in Gulf of Mexico loop currents, OMAE2008-57610.
Ricky, T., and Pei, A., 2008. Performance monitoring of deep-water risers. In: Proceedings of the ASME 27th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Estoril, OMAE2008-57018.
Sakdirat, K., Julapot, C., and Somchai, C., 2005. Nonlinear free vibrations of marine risers/pipes transporting fluid. Ocean Engineering, 32: 417–440.
Shreenaath, N., Mateusz, P., and Metin, K., 2007. Deep-water spar steel catenary riser monitoring strategy, In: International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. OMAE 2007-29344.
Tang, D., He, F., and Shi, R. F., 2012. New-developed self-contained acceleration measurement instrument used for offshore platform monitoring. Chinese Journal of Scientific Instrument, 33(3): 689–694 (in Chinese with English abstract).
Wang, H. Y., Li, B. J., Shen, X. H., Jiang, S. Q., and Xu, L. B., 2011. Research on deep-water Riser VIV fati—guetelemetry monitoring. In: the 8th International Bhurban Conference on Applied Sciences & Technology. Pakistan, 5pp.
Tang, D., He, F., and Shi, R. F., 2012. New-developed self-contained acceleration measurement instrument used for offshore platform monitoring. Chinese Journal of Scientific Instrument, 33(3): 689–694 (in Chinese with English abstract).
Wang, H. Y., Li, B. J., Shen, X. H., Jiang, S. Q., and Xu, L. B., 2011. Research on deep-water Riser VIV fati—guetelemetry monitoring. In: the 8th International Bhurban Conference on Applied Sciences & Technology. Pakistan, 5pp.
Xu, L. B., Wang, H. Y., and Jiang, S. Q., 2011. One kind of multiple point acoustic monitoring system for marine riser fatigure. Patent pending number: 201120001419.0 (China Patent).
Xu, L. B., Wang, H. Y., and Jiang, S. Q., 2010. One kind of seal housing used for deep-water information sensing and acoustic wireless transmitting. Patent pending number: 201010616028. X (China Patent).
Yiannis, C., Lee, T., and Prahlad, E., 2011. Steel catenary riser response identification based on field measurements. In: Proceedings of the ASME 30 th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Rotterdam, OMAE 2011-50148.