近日，我院畅元江教授团队安全科学与工程专业博士研究生王志伟在深水钻井隔水管顶张力优化研究方面取得重要进展，相关研究成果《基于反冲控制的深水钻井隔水管系统设计与作业参数优化》（Recoil control–based design and operation parameters optimisation of deepwater drilling riser system）发表在《Ocean Engineering》。该期刊是海洋工程领域的重要国际期刊，目前影响因子为5.5（中科院2区）。论文第一作者为博士研究生王志伟，通讯作者为畅元江教授，开云电竞投注（华东）为主要完成单位之一。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
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钻井立管系统是深水钻井中承担钻井液循环并连接浮式钻井平台与海底井口的关键装备，也是系统中最为脆弱的组成部分之一。钻井作业过程中，若平台发生动态定位系统失效，需立即启动紧急解脱程序，将下部立管总成（LMRP）与防喷器组（BOPs）快速分离。受紧急工况时间限制，钻井液无法回收，只能经LMRP底部迅速排放，从而诱发立管剧烈反冲，使隔水管在原有过度张力作用下快速上移。该反冲响应可能引发LMRP与BOPs碰撞，并导致张紧器活塞杆高速回缩，严重威胁反冲路径上的设备安全。因此，有效控制紧急解脱工况下立管反冲响应，是保障深水钻井安全与装备可靠性的关键技术问题。
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所提出的数学计算模型方法和案例优化结果 |
针对这一问题，论文以深水隔水管系统为研究对象，提出了一种新型深水隔水管系统反冲动力学数学建模方法。该方法中，考虑了填充阀对钻井液下泄的影响，将钻井液下泄模型、平台运动和非线性张紧器模型耦合建立了深水隔水管系统的耦合反冲动力学模型，揭示了填充阀对反冲响应的影响规律。基于提出的建模方法，以我国南海某深水钻井隔水管系统为例，通过遗传算法优化了该系统的设计和作业参数。并最终确定了该系统在浮式平台允许的极限偏移下，确保安全紧急解脱的最佳顶张力，为深水隔水管系统反冲控制的顶张力数值确定提供了参考与借鉴。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2026.124214
