Show simple item record

dc.contributor.advisorLeira, Bernt Johan
dc.contributor.authorLian, Kjell Ivar
dc.date.accessioned2019-10-17T14:06:41Z
dc.date.available2019-10-17T14:06:41Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2622935
dc.description.abstractUtmatting av undervanns brønnhoder er et voksende problem i offshore industrien. Store krefter blir overført fra stigerørssytemet og ned til brønnhodet som forårsaker utmatting, og levetiden til en brønn øker som et resultat av teknologiutvikling. Utviklingen av ny teknologi som RLWI systemet har også økt antallet intervensjoner, og antallet kan variere fra brønn til brønn. De fleste studier og undersøkelser av utmatting i brønnhodet ser bare på borefasen til brønnen. Konsekvensen av det er at produksjons- og nedleggelsesfasen til brønnen blir utelatt i beregningene. Det er derfor interessant å undersøke en større del av brønnens levetid og å estimere skaden som bore- og produksjonsfasen til brønnen bidrar til. Oppgaven kan bli delt inn i to deler. Den første delen er en litteraturstudie hvor relevant teori blir presentert. Dette inkluderer en beskrivelse av borefasen, information om RLWI og dets hovedkomponenter og teori om utmatting. En introduksjon av programvarene RIFLEX og ABAQUS vil deretter bli presentert. En lokal modell av brønnhodet er laget i ABAQUS for å angi størrelsen av stress konsentrasjoner, mens RIFLEX brukes til global analyse og etterbehandling. Den andre delen av oppgaven presenterer to forskjellige globale modeller. Den ene globale modellen representerer et RLWI system med et 9" stigerør, den andre modellen representert et borestigerørsystem gitt av MARINTEK. Denne presentasjonen viser mer grundig forskjellene mellom en operasjon i form av intervensjoon ved bruk av RLWI og et borestigerørsystem. Resultatene fra den lokale analysen i ABAQUS og de etterbehandlende resultatene i RIFLEX er presentert i kapittelet som omhandler resultat. Undersøkelser av utmattelsesskader under borefasen og intervensjoner har blitt gjennomført. De oppnådde resultatene har vist at en intervensjon bidrar med minimal skade. Selv med flere intervensjonsoperasjoner er skaden nesten ubetydelig. Utmattelsesvurderingene av brønnhodet har vist at det er tilstrekkelig kapasitet for de to første fasene til en brønn, bore- og produksjonsfasen. Der er derfor, med hensyn til det resterende levetiden til brønnen, sannsynlig at brønnen vil være i stand til stå mot kreftene fra den siste fasen, avviklingsfasen. Resultatene fra parameterstudiene hvor strømninger og toppspenninger har blitt brukt som variabler har gitt lignende resultater, intervensjon operasjoner bidrar med minimal skade. Toppspenningen påvirker imidlertid de to systemene forskjellig. Det er obersevert at RLWI systemet er negativt påvirket av en høy toppspenning, mens stigerøret til boresystemet drar nytte av det. Dette viser at RLWI systemet overfører mindre krefter ved et mer fleksibelt system mens boresystemet overførerer mindre krefter med et stivere system. Begge systemene drar nytte av at det er strøm i miljøet. Resultatene har vist at effekten av strøm er større for stigerørssytemet til boresystemet enn for RLWI stigerøret. Det antas at dette kommer av en større hydrodynamisk demping ved bruk av større tverrsnitt.
dc.description.abstractFatigue of wellhead at subsea-completed wells is a growing problem in the offshore industry. Large forces are transmitted from the marine riser system and down to the wellhead that causes fatigue, and the lifetime of a well is increasing as a result of technology development. The development of new technology like RLWI has also increased the number of interventions, and the number a well can experience may vary from well to well. Most studies and investigation of wellhead fatigue only consider the drilling stage of a well. As a consequence, the production and decommissioning stage of the well is omitted in the calculations. It is therefore of interest to investigate a greater part of the well`s lifetime, and to estimate the damage that the drilling- and production stage of a well contributes with. The thesis can be divided into two parts. The first part is a literature study where relevant theory is presented. This includes a description of the drilling stage, information about RLWI and its main components and fatigue analysis. An introduction to the software RIFLEX and ABAQUS will then be presented. A local model of a wellhead is created in ABAQUS to quantify stress concentration factors, while RIFLEX is used for the global analysis and post processing. The second part of the thesis presents the two different global models. One of the models represents a RLWI stack with a 9" riser, the second model is representing a drilling riser system provided by MARINTEK. This presentation shows more thoroughly the differences between an intervention operation using a RLWI- and a drilling riser system. Results from the local analysis in ABAQUS and the post-processed results in RIFLEX are presented in the result section of the thesis. Investigation of fatigue damage due to the drilling phase and interventions has been conducted. The obtained results has shown that an intervention contributes with minimal damage. Even with several intervention operations, the damage is close to insignificant. The wellhead fatigue assessment has proven to be sufficient during the two first stages to the well, the drilling- and production stage. It is therefore, in view of the remaining fatigue life of the well, likely that the well will be able to withstand the forces from of the final stage, decommissioning. The results from the parameter studies where current and top tension were used as variables gave similar results, the intervention operations contributes with minimal damage. However, variable top tension influence the two systems differently. It is observed that the RLWI system is negatively influenced by a higher top tension, while the drilling system benefits from it. This shows that the RLWI system transfer less forces with a more flexible system, while the drilling riser transfer less forces with a stiffer system. Both systems benefits from a current in the environment. The results has proven that the effect of current is greater for the drilling riser than for the RLWI riser. This is believed to be the effect of a larger hydrodynamic damping that comes with larger cross-sections.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleAnalyse av stigerørs-indusert belastninger på brønnhode for boring- og produksjonsfasen
dc.typeMaster thesis


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record