高压隔水管钻井技术是针对传统深水钻井作业成本过高提出的新型钻井作业技术概念,使用能直接承受井筒压力的小直径套管隔水管代替常规的低压大直径隔水管,其钻井作业成本仅为传统隔水管系统的40%～50%。但高压隔水管长期受到波浪、海流等环境载荷作用可能会引起强度降低、失效等事故,面对台风等突发情况如果操作不当也会造成严重的安全事故。因此对高压隔水管的力学特性研究以及安全性分析对完善深水钻井作业安全控制方法具有重要的意义。本文采用有限元软件ABAQUS对高压隔水管力学特性和安全性进行了分析。基于平台和隔水管的动力学分析,分别建立了高压隔水管在钻井作业工况和悬挂作业工况的有限元模型,分析了波浪、海流、平台偏移、BOP质量、海流阻力系数、BOP安装位置等因素对高压隔水管在钻井作业工况和悬挂作业工况的力学特性的影响,并与传统隔水管力学特性进行对比。结果表明:高压隔水管的位移变化和最大应力都明显大于传统隔水管;高压隔水管和传统隔水管在影响因素变化的情况下有相同的变化趋势。在对高压隔水管钻井工况下力学特性分析的基础上对连接作业窗口和平台漂移警戒线进行了分析,分析结果表明:对于连接作业窗口,影响高压隔水管正常钻井模式和连接非钻井模式的关键参数随着流速的增大由下挠性接头逐渐变为上挠性接头,影响高压隔水管脱离的关键参数一直为下挠性接头;顺流方向所允许的平台偏移极限值会随着流速的增大而变小,逆流方向呈相反的变化;对平台漂移分析结果表明下挠性接头是影响高压隔水管脱离的主要因素,得到了平台漂移时隔水管脱离警戒线;相比于高压隔水管,传统隔水管具有更大范围的连接作业窗口和平台漂移时隔水管脱离准备时间。对高压隔水管悬挂自存模式下的安全窗口进行了分析,结果表明:在硬悬挂模式下安全作业窗口范围较小,回收部分隔水管可以增大作业窗口范围,但变化不大;软悬挂模式可以使高压隔水管安全作业窗口范围大大增加;对比传统隔水管和高压隔水管软悬挂模式下安全窗口可知,传统隔水管具有更大范围的悬挂安全作业窗口。针对高压隔水管悬挂撤离分析,得到了高压隔水管在悬挂模式下平台航速和航向组合参数的安全窗口,结果表明.:在不同的海流下悬挂撤离允许的航速在偏顺流方向较大,而在偏逆流方向较小,因此在平台撤离的过程中应尽量选择偏顺流的航向;由不同位置防喷器的高压隔水管撤离安全窗口可知,防喷器位置距水面越远,可操作的安全窗口范围也越大。根据高压隔水管的力学特性和安全性分析,给出了高压隔水管钻井作业时改善力学性能的措施和紧急情况下的应急安全措施。