近日，我院畅元江教授团队在隔水管系统参激振动领域取得重要进展，相关研究成果《深水控压钻井隔水管系统参激响应分析与实验研究》（Parametric Excitation Response Analysis and Experimental Study of Deepwater Managed Pressure Drilling Riser System）发表在《Mechanical Systems and Signal Processing》。目前影响因子8.9（中科院一区Top期刊）。论文第一作者和通讯作者为畅元江教授，中国石油大学（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位。该项研究获得了国家自然科学基金的资助。
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控压钻井（Managed Pressure Drilling，MPD）技术可以有效解决深水钻井作业中窄泥浆密度窗口问题。然而在复杂海洋环境作用下，MPD隔水管系统顶部张力会随平台升沉运动而产生波动，从而产生参激振动现象，严重威胁MPD隔水管系统的安全性。
深水控压钻井隔水管系统
实验总体方案
为解决上述问题，本文基于欧拉-伯努利梁理论，利用微元法与达朗贝尔原理，考虑MPD隔水管管内压力、钻井液流速作用，建立平台升沉运动下的深水MPD隔水管系统参激振动理论模型，利用Newmark-β积分法求解系统参激动力学控制方程。并研制MPD隔水管系统参激振动缩尺实验装置，完成对模型的实验验证，实验结果与数值计算结果吻合性良好。算例表明：当钻井液流速由2m/s增长至6m/s时，系统参激响应幅值增大约2%；当管内压力由8MPa增长至16MPa时，系统参激响应幅值减小约18%；当张力比由1.4增长至1.8时，系统参激响应幅值减小约46%。因此，适当增大管内压力和张力比，可以改善系统整体稳定性，从而保障深水控压钻井作业安全进行。
不同管内压力、钻井液流速、张力比下的参激振动响应
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2026.114204
