1. Development of novel apparatus to obtain soil resistance-displacement relationship for well conductor fatigue analysis
- Author
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Zakeri, Arash, Sturm, Hendrik, Dyvik, Rune, and Jeanjean, Philippe
- Subjects
Dynamic testing (Engineering) -- Equipment and supplies ,Soil mechanics ,Fatigue (Materials) -- Measurement ,Earth sciences - Abstract
An important aspect of deepwater well integrity is development of accurate conductor fatigue analysis due to cyclic loading during drilling operations. Fatigue damage in a structure occurs from stress changes in response to cyclic loading. In practice, the lateral cyclic soil response is typically modelled using Winkler lateral load-displacement (p-y) springs. However, recently developed soil models for conductor fatigue analysis are based on physical modelling in a geotechnical centrifuge. Notwithstanding the advantages of centrifuge modelling for investigating the conductor-soil interaction mechanism, development of simple laboratory tools to obtain p-y data directly from intact soil samples obtained from the field can also be very beneficial. This paper describes the development of a novel apparatus to obtain p-y and soil damping relationships from field samples specifically tailored for well conductor fatigue analysis. In addition, it compares test results obtained using reconstituted kaolin clay and intact natural Onsoy clay with centrifuge test results; ultimately demonstrating a satisfactory agreement between the two techniques. The results are highly encouraging and are believed to present a major step forward in deepwater well conductor fatigue analysis. The findings may also be beneficial to the offshore renewable energy sector. Key words: offshore well conductor, fatigue analysis, p-y curve, soil-conductor interaction, cyclic soil response, centrifuge modelling. Un aspect important de l'integrite de puits en eau profonde est le developpement de l'analyse exacte de la fatigue du conducteur en raison de la charge cyclique au cours d'operations de forage. Des dommages par fatigue dans une structure se produisent en raison de changements de contraintes en reponse a la charge cyclique. En pratique, la reponse lateral cyclique du sol est generalement modelisee a l'aide de ressorts charge laterale-deplacement (p-y) de Winkler. Cependant, des modeles de sol recemment mis au point pour l'analyse de fatigue de conducteur sont bases sur la modelisation physique dans une centrifugeuse geotechnique. Malgre les avantages de la modelisation par centrifuge pour l'investigation du mecanisme de l'interaction sol conducteur, le developpement d'outils de laboratoire simple pour obtenir des donnees p-y directement a partir d'echantillons de sol intact obtenu sur le terrain peut aussi etre tres benefique. Ce document decrit l'elaboration d'un nouveau dispositif pour obtenir p-y et les rapports d'amortissement du sol a partir d'echantillons preleves sur le terrain specialement adapte a l'analyse de la fatigue du conducteur de puits. En outre, il compare les resultats obtenus a l'aide de l'argile de kaolin et de l'argile Onsoy naturelle intacts reconstitues selon les resultats d'essais a la centrifugeuse; demontrant finalement un accord satisfaisant entre les deux techniques. Les resultats sont tres encourageants et nous pensons qu'ils presentent un grand pas en avant dans l'analyse de la fatigue du conducteur de puits en eau profonde. Les resultats peuvent egalement etre benefiques pour le secteur d'energie renouvelable en mer. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : conducteur de puits en mer, analyse de fatigue, courbe p-y, interaction sol-conducteur, reponse cyclique du sol, modelisation par centrifuge., Introduction Deepwater oil and gas wells are drilled from anchored or dynamically positioned vessels (semi-submersible drill rigs and drillships). Exploratory and appraisal wells are drilled to determine the presence of [...]
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- 2017
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