隔水管张紧器防反冲阀设计与仿真

王 波，何东升，谢小路，代 辉，李 川

(西南石油大学 机电工程学院，四川 成都 610500)

引言

在海上钻井作业时，当发生台风、飓风等恶劣天气或钻井船动力定位系统发生故障时，需要对海水中的隔水管进行紧急脱离。隔水管的紧急脱离，可以由操作人员控制程序发出隔水管脱离指令，也可以由设定程序根据实时监测的数据控制系统自动发出隔水管脱离指令。隔水管紧急脱离后，张紧器为隔水管系统施加一个非常大的垂直向上拉力，所以隔水管会以较高的速度向上反冲，有可能撞击钻井平台，发生灾难性事故。对于深水作业的具有动力定位装置的平台，为避免隔水管反冲撞击钻井平台带来人员和财产的损失，必须为张紧器安装防反冲控制系统，以控制隔水管在紧急脱离后张紧器施加在隔水管上的张紧力大小，既要降低隔水管的反冲速度，避免速度过大与上端钻井平台或钻井船相撞，也要保持隔水管的回升速度，避免隔水管随海浪升沉作用下与下端井口发生相撞。

隔水管张紧器防反冲控制技术在国外已经较为成熟，美国NOV、挪威Aker MH和法国Control Flow公司的隔水管张紧器防反冲控制系统被广泛应用到浮式作业平台/船，且已服役多年，系统可靠性、有效性较高。国外学者对紧急脱离作业操作规程和抗反冲控制规程等均有深入的研究[1-2]，并形成了相应的标准[3]。国内对于防反冲系统控制的研究还处于理论分析和样机试验阶段，目前还没有防反冲系统投入海上钻井平台的实际应用。……