钻井隔水管是海洋钻井作业的关键设备,但是随着海上油气资源勘探开发逐渐向深水进军,所需隔水管的长度也在增加,回收时间同样加长,在恶劣气候来临前回收全部钻井隔水管愈加困难。为此石油行业提出多种解决方案,其中在水下200m～300m处添加若干个浮力罐成为目前主要解决方法。在传统钻井隔水管上添加了若干个浮力罐后,势必会对隔水管的作业安全产生影响,可能导致钻井隔水管发生局部应力过大,发生疲劳破坏。因此,在自立式钻井隔水管系统设计与运行前作出分析研究,为其提供理论依据,是十分必要的。　　 本文设计了浮力罐罐体结构、腔室结构、充排气结构,制定了浮力罐组的安装、卸载方式及注意事项,建立了浮力控制系统,制定了浮力控制策略。研究了增加浮力罐组后,在自由站立和正常连接情况下,不同数量浮力罐位于不同水深时对钻井隔水管系统的变形、等效应力、轴向力、弯矩和模态的影响。研究了浮力罐组对钻井隔水管VIV响应和疲劳损坏的影响,研究了自立式钻井隔水管系统VIV的危害性和控制措施。最后,针对自立式钻井隔水管系统浮力罐组,在浮力变化和反冲上实现控制。