导管架平台隔水套管区域流场数值模拟分析

导管架平台隔水套管区域流场数值模拟分析

董坤

(中海石油(中国)有限公司 天津分公司工程建设中心，天津 300452)

摘要：考虑到局部流场是控制和决定流冰在隔水套管区内运动形态的关键因素，使用FLUENT软件,对渤海浅水重冰区某导管架平台的隔水套管区内的流场进行数值模拟，统计可能发生碎冰滞留的区域分布比例，并根据不同入流方向进行评估，结果表明，隔水套管区内局部流场的滞留效应是导致碎冰堆积的主要诱因。

关键词：导管架平台；碎冰堆积；流场；数值模拟

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2015.05.011

中图分类号：U661.1;P751

文献标志码：A

文章编号：1671-7953(2015)05-0036-04

收稿日期：2015-07-30

作者简介：第一董坤 (1981-)，男，学士，工程师

Abstract:Local flow field is the key factor affecting the motion patterns of the drift ice in the region of the drill conductor. The FLUENT software is used in to simulate flow field of the region of conductor of a jacket platform in the shallow area with heavy ice in Bohai sea. The distribution of possible regions of rubble ice retention is counted, and the results are evaluated according to different inflow directions. The numerical results show that the local flow field in conductor area of the retardation effect is the main causes to lead to accumulation of crushed ice.

修回日期：2015-09-01

研究方向:海洋工程设计、建造和工程项目管理

E-mail:dongkun@cnooc.com.cn

我国冬季有冰海域的导管架平台隔水套管区极易发生碎冰堆积现象[1]，见图1。这样的碎冰堆积规模通常将引发的一系列棘手的工程问题。

图1　渤海辽东湾平台冰堆积

导致冰灾害的诱因有多种，其中导管架平台隔水套管区的滞留效应是最重要的诱因之一[2]。究其根源，这主要是因为外部流场经过导管架平台隔水套管区时将发生绕流，产生漩涡，致使流速降低，从而碎冰不能随着海流被及时清除。因此，关于浅水重冰区导管架平台碎冰堆积进程的研究，首先从分析关键性诱因产生规律入手。本文采用FLUENT软件模拟该区域的流场，通过分析局部流场变化情况，形成对碎冰滞留-堆积进程的预判。

1数学模型与计算模型

1.1控制方程

流体流动满足质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。……