滩浅海输油管道悬空隐患不停输治理

文章结合工程实际,在运用ABAQUS软件对海底管道进行应力和涡流激振悬跨分析的基础上,提出了海底管道悬空隐患不停输治理方案(悬跨段管道路由修正设计→悬空段碎石回填→水力喷射挖沟→管道检测→应力复核),并在工程中实施,治理施工完成后的管道应力复核计算结果表明,外管应力最大为100.4 MPa,内管最大弯曲应力为72.3 MPa,混输管道外管修正后的应力满足了规范要求。     

海底输油管道后深挖沟11.9 m 的实践分析

在孟加拉湾海域,4条近似平行的海底输油管道需要穿越两条平行航道,宽度约1.2 km。通过采用铺设管道并进行后挖沟的方法,实施平均20遍的挖沟,将4条海底输油管道埋设至航道疏浚要求的标高之下,最大挖沟深度达到11.9 m。对制定方案过程中的要点难点以及实施各阶段存在的挑战,通过多种技术评估,使用具有排泥功能的窄高型挖沟机,作业期间综合利用SBP（浅地层剖面系统调查）和3D声纳（三维声纳实时成像系统）调查,挖沟后对海底输油管道进行完整性和安全性的总体评估,成功完成了海底输油管道铺设后的超常规深度的后挖沟,最终的调查和评估结果显示后挖沟作业达到了设计要求并保障了管道的完整性。实践证明通过综合的技术措施使用水力喷射式后挖沟机可以成功实施海底管道后深挖沟。     

海底输油管道回填石块清除的施工方法

为了降低船舶通航对穿越港口航道的海底输油管道的影响,通常在管道铺设时先进行深挖沟,管道下沟后再采用毛石回填保护。此类管道若需要改线或者下卧改造,会大大增加改造难度,因为传统管道暴露方式无法清除大粒径石块。为此研究了一种针对某港口航道此类管道改造的施工方法:使用挖泥船在管道两侧开挖沟槽用于后期开挖毛石的存放,使用非接触挖沟机清除管道上方淤泥并暴露毛石,使用伸缩式挖掘机清理毛石层;并利用三维实时声呐技术监控挖泥船和伸缩式挖掘机的作业路径。通过项目实例论证了这种方法的可行性,保证了管道的安全运行,为以后类似工程提供借鉴。     

跨航道海底管道保护优化设计

在海床上挖沟深埋并进行砂石覆盖是工程界通常应用的海底管道保护设计方法。但以往的挖沟边坡比设计通常缺少准确的数据分析,结果往往过于保守,造成海上施工成本大幅增加。本文结合跨航道海底管道保护设计实例,基于Plaxis和Slide两个软件的分析和对比,对跨航道海底管道保护方案进行优化设计。最后进行经济评价分析表明,优化设计大幅降低了工程成本。     

跨航道海底管道大深度预挖沟技术应用

介绍跨航道海底管道大深度预挖沟地质条件调查,包括海底地形调查和地质钻孔调查,船舶选型,包括船舶舱容的选择和耙头的选择,以及施工工艺选择和验收标准等工作。针对采用分层施工法的某个具体工程实例,介绍整体施工流程,重点总结提高施工效率和保证施工质量的方法以及对于存在挖掘难度的区域的处理方法。研究内容可为其他类似工程项目,尤其是采用分层施工法的跨航道海底管道大深度预挖沟项目提供一定的参考。     

海底管道后挖沟施工方法浅析

海底管道铺设完成后,进行挖沟掩埋,可以增加海底管道的坐底稳定性,防止海底管道漂移,还可以为海底管道在渔业、航运等活动中提供保护。随着挖沟施工经验的不断积累,挖沟施工流程逐渐标准化,各工程公司虽有各自不同类型的挖沟机,但施工流程并无太大差别。本文介绍了常规海底管道后挖沟的施工方法,以及与目前较为先进的动力定位挖沟船施工的对比分析。     

高凝原油混输输送海管工艺研究

本文对高凝原油混输管道输送的特点、理论基础及影响参数等因素进行了分析,结合渤海某油气田工程设计实例,模拟计算了高凝原油混输输送的主要参数发生变化时对其它参数的影响程度及管道输送工艺的主要工况。     

海底管道挖沟技术与设备的分类及适用范围

为了保证海底管道的稳定性并降低其受第三方破坏的风险,通常对浅海海底管道采用挖沟埋设方式进行保护。介绍了海底管道挖沟埋设法的技术特点及其设备。对海洋工程常用的挖沟设备及其性能和优缺点进行了详细阐述,同时对水下挖沟方法及其施工机具的选取进行了论述。相关原理和技术可为埋设海底管道挖沟施工方案的前期研究提供参考。     

海底输气管道平均压力的计算与研究

海底输气管道的平均压力是海底管道基础设计的重要参数之一,其预测结果的可靠性和准确性直接关系到管道的安全施工和平稳运行。基于OLGA动态模拟软件,以实际海底天然气输送管道为例,模拟了管道停输时进出口压力及温度随停输时间的变化规律,确定了该工况下的管道平均压力并预测了此时管道是否存在水合物生成的风险。     

含杂质超临界CO_2输送管道的停输影响因素

CO_2管道输送和安全运行相关技术的研究是CCUS技术推广的重要一环。在年生产36万吨CO_2的陕西延长油田CCUS项目基础上,对管道输运含杂质超临界CO_2的过程进行研究。在分析延长油田实际含杂质CO_2物性及相图的前提下,采用OLGA软件分析超临界CO_2稳态输送过程,进而研究超临界CO_2管道停输及安全停输的影响因素,分析停输过程中流体达到准临界区的脉动规律,及初始温度、流量参数对CO_2管道停输的影响,获得初始条件对脉动冲击的影响规律。     

海底油气管道修复技术

近年来由于介质腐蚀、船舶抛锚、地质灾害和海洋开发第三方破坏,出现了数起海底管道损伤事故海底管道出现损伤后,具体采取何种修复方案因损伤形式和作业水深而异,但从作业海域水深限制条件,可以分为水下修复技术和水上修复技术。水上修复技术主要是利用工程船舶舷吊将受损管道提升至船舶甲板进行焊接修复或更换修复,此方案在多个抢修项目中多次成功应用。提升法修复海底管道技术来源于海底管道铺设技术,利用相关专业计算软件进行提升和下放分析,根据计算结果将海底管道提升至作业线进行法兰焊接,由潜水员完成水下对接。2008年渤西12″天然气管道破损就是一起典型的船舶抛锚损伤事故,事故造成整条外输管道停产。在权衡水下湿式修复方案和管道提升修复方案后,采用工程船舶舷吊将受损管道提升至船舶甲板进行法兰焊接,潜水员完成水下对接工作。根据2008年1月渤西天然气管道抢修项目实践,详细介绍了提升法修复海底管道的作业程序和分析计算。     

海底管道侧向屈曲激发设计应用及验证

介绍国内首次进行海底管道侧向屈曲激发的工程设计应用和基于投产后调查的验证及再分析。进行基于蒙特卡罗分析方法的侧向屈曲模式计算,并结合有限元分析,实现对可接受虚拟锚固间距的筛选,形成海底管道侧向屈曲控制基础。根据铺设后调查,对管道铺设后不直度、沉降值等数据进行分析,发现南海海底管道由孤立波造成的海床沉积物不均匀沉积的直接证据。投产后调查验证了侧向屈曲激发装置的有效性,并根据膨胀、侧向屈曲量进行再分析,验证管-土作用参数。结论对深水高温高压海底管道设计与建设以及管-土作用参数的计算有一定的指导意义。     

LNG海底低温管道探讨

为了应对液化天然气（LNG）接收终端海上化这一趋势,需要在接收终端与陆地管网之间建设LNG海底低温管道以满足LNG的输送要求。由于LNG的储存运输温度极低,导致LNG海底低温管道在绝热要求和管道材料方面与其他油气管道相比具有较高的技术要求。为了满足这些要求,就需要选择具有极高绝热性能的真空绝热层或是由高性能绝热材料组成的堆积绝热层,以及低热膨胀性能的镍钢管材。一般而言,采用由气凝胶绝热材料组成的绝热层和以9%镍钢作为管道材料,可满足LNG海底低温管道的技术要求。     

海底管道回接技术

在特定海况和复杂海底地貌、地质情况下，如何将新开发的管道并入已建的海底输油气管道，以保证油气高效、安全地输送，是海底管道回接技术需要解决的问题。对短管尺寸水下测量方法、深水管道对准方法进行了介绍，重点介绍了水下焊接、水下机械联接、水下带压开孔3种海底管道回接方法；分析了我国深水管道回接技术研发的重要性，提出了我国海底管道回接技术研发的关键技术。     

海底管道系统失效可能性评价方法研究

基于文献[1]所建立的海底管道系统失效故障树,探讨了将主观判断法与模糊数学处理方法相结合的海底管道系统失效可能性评价方法;利用该方法确定了失效故障树分析中各基本事件的发生概率,计算了顶事件的发生概率及各基本事件的概率重要度和临界重要度,并对影响海底管道系统安全可靠性的薄弱环节及影响因素进行了分析。     

地震波条件下海底管线抗震设计方法研究

目前工程设计中使用的海底管线抗震设计方法给出的地震应力值偏大,计算结果与管线结构参数和埋设深度等几乎没有关系。理论分析及海底管线的实际埋设环境证明,在一般海底管线工程的设计地震条件下,约束海底管线的土壤很容易进入塑性滑移状态,已超出现用抗震设计方法的前提条件,即管土之间的约束为弹性约束。对于约束土壤进入塑性滑移状态,给出了新的地震应力计算方法———极限地震应力计算法,并根据决定极限应力大小的单位长度管线极限约束力的计算方式,把极限地震应力计算法分为单位长度摩擦力法、修正法和加权平均法。两个实际工程算例的比较分析结果说明,极限地震应力法能准确地反映海底管线的实际地震应力状况,解决现用抗震设计方法中存在的问题。     

海底管道泄漏监测系统设计应用

国内铺设的数万公里海底管道缺乏实时在线泄漏监测,一旦海底管道出现泄漏,不仅会造成油气田的停产,而且还会造成海洋环境的污染,对生态环境带来长期无法估量的破坏。详细介绍了管道泄漏监测系统的方法、原理,阐述了管道泄漏监测系统适用范围,提出了海底管道泄漏监测的可行方案及适用条件,为后续海底管道监测系统设计提供借鉴。     

海底单层管道铺管端部受力数值分析

针对海底单层管道在铺管过程中张紧器附近出现混凝土配重层开裂,以及钢管、钢筋与混凝土界面滑移过大造成的管道失效问题,采用ANSYS软件对海底单层管道结构进行了非线性有限元数值模拟。基于有限单元的粘结锚固方程、混凝土开裂表征模型以及Houde粘结滑移公式对海底管道配重层混泥土开裂、钢筋滑移和接触应力等进行了数值计算。分析结果表明：针对?600 mm×9 000 mm规格管道的数值模拟结果与工程实际施工过程中管道变形、开裂部位非常接近,并且从管道整体应力分布状况以及不同方向钢筋的应力和滑移分析得出管道受损的机理;研究方法可弥补宏观试验无法直观显示钢筋整体受力状况、裂纹延伸方向、裂纹扩展深度以及界面受力与滑移的不足。研究结果可为海底配重管道的数值模拟技术研究、工程设计和理论研究提供参考。     

海底埋设管道多点输入地震响应分析

对海底埋设管道在空间变化地震动作用下的响应进行了分析。首先基于一种谱表示方法,合成了与目标功率谱拟合的非平稳多点地震动时程。其次建立了海底埋设管道三维有限元模型,用以进行了三维多点输入地震时程分析,并进一步分析了地震动空间变化特性,以及场地的自功率谱模型、管道埋深、管径、壁厚和混凝土配重层厚度对管道响应的影响。由数值结果可以看出,考虑地震动的空间变化特性会显著增大管道的响应,管道的几何参数对海底埋设管道的多点输入地震响应产生不同程度的影响。因此,进行合理的管道设计可有效提高管道的抗震能力。     

对渤海海底管道检测的探讨

渤海自1985年以来,已建成了17条海底管道,总长达100多km。按照国内外海底管道系统规范要求和国际惯例,对这些管道要作定期检查(年度检查)和特别检查,这已成为渤海管道当前需要解决的问题之一。 本文分析了渤海海底管道现状和检测特点,介绍了海底管道检测技术,并就渤海海底管道检测问题进行了探讨。