自由悬跨分析在海底管道维修中的应用研究

在册镇管道全线几何检测中,发现KP25.3 km及KP19.7 km处出现较为严重的变形缺陷,变形量分别达到22%及12%,工程中采用结构管卡修复法进行缺陷维修。由于管卡安装时会导致管道产生悬跨,因此,为保证作业安全,需计算施工期管道允许的最大悬跨长度。结合工程实际,采用疲劳筛选准则分析计算了海底管道维修期的最大允许悬跨长度,并基于ABAQUS有限元模拟软件,对海底管道维修期的最大允许悬跨长度进行校核。结果表明,当12%、22%变形点处悬跨长度分别为18.4、21.3 m时,其最大Von-Mises等效应力校核结果均在管道许用应力范围内。     

悬跨海底管道的侧扫声纳检测方法

阐述了侧扫声纳的工作原理,介绍了侧扫声纳对不同状态海底管道检测所能得到的声纳图形式。实地检测结果表明,对于铺设于相对平坦海底的管道,侧扫声纳能够对管道的悬跨或掩埋程度进行判别;对于埋设施工的海底管道,可对管道与沟槽底部的接触或悬跨进行判别,但由于管道、沟槽尺寸或检测角度的影响,检测结果可能出现误差,可通过多次不同角度的检测或配合其他海洋声学设备,得到可靠的结果。最后指出应对检测图像进行去噪、融合、分割、识别和检索等处理,以提高声纳图的准确性及可判读性,从而为海底管道的悬跨治理和运行安全提供保障。     

结构支撑设计在海底管道悬跨治理方面的应用

海底管道自由悬跨可引起涡激振动,进而对海底管道造成疲劳损伤,增加管道失效的风险。本文以南海某项目海底管道实测悬跨为例,计算了海底管道许用悬跨长度并与实测悬跨对比,确定出需要治理的实测悬跨,通过三种悬跨治理设计方案的比较,最终选择结构支撑设计方案,基于SAGE Profile V6.4软件模拟分析确定支撑的位置和高度,为海底管道悬跨治理方案的制定和实施提供了参考。     

海底管道悬跨长度的计算

总结目前常用的几种海底管道悬跨长度的评估方法,阐述DNV在2002年最新提出的海底管道悬跨长度评估指导性文件(DNV RPF105)的特点以及当前的最新研究进展.论述内容有较强的实用性,可供工程设计人员参考.     

海底管道悬跨长度的计算

总结目前常用的几种海底管道悬跨长度的评估方法 ,阐述DNV在 2 0 0 2年最新提出的海底管道悬跨长度评估指导性文件 (DNVRPF1 0 5)的特点以及当前的最新研究进展。论述内容有较强的实用性 ,可供工程设计人员参考     

海底输油管道悬跨的综合治理

海底管道出现悬跨有多种原因,敷设过程中海床凹凸不平、建成后海流和海浪的冲蚀及管道变形等都有可能形成悬跨。悬跨给海底管道的正常生产造成了极大的安全隐患,目前海管悬跨治理措施主要有主动支撑法、加重法和降流促淤法等。海底管道悬跨的各种治理方法都有其各自优、缺点,在具体工作中应取其优势,尽量避免其不足之处。其中降流促淤的方法应属于治本之策,在施工条件适宜的情况下可以普遍推广应用。     

深水海底管道抛石防护结构石块粒径设计

针对抛石石块粒径对海底管道防护效果的重要作用及影响因素,分别从抛石防护结构在环境载荷作用下的稳定性、抛石冲击管道的安全性以及防止海床沉积物渗出三方面,结合国内外抛石技术用于海底管道防护的研究和应用成果,梳理了石块粒径的设计方法和计算公式.并对南海某海底管道抛石防护结构进行了设计计算,结合深水环境载荷特点,计算推荐石块的...     

海底管线悬跨监测技术初探

悬跨是作为海洋油气外输生命线的海底管线的最薄弱部分,因为涡激振动(VIV)产生交变应力,导致悬跨管段疲劳,严重威胁海底管线完整性。监测是预防其疲劳失效,提高完整性管理,降低运行风险的重要手段。但是,悬跨监测在我国尚处于技术空白阶段。鉴于此,深入分析了悬跨监测所涉及的疲劳参数、数据传输方法和数据处理方法等关键技术,并评价其目的、优点和局限性,其中数据传输是最具挑战性的环节。以水声通信网络为数据传输载体的监测技术代表了悬跨监测的发展方向,同时,其面临水声信道、海底地形、网络协议和测点自身等方面的挑战。研究内容可促进我国悬跨监测技术的发展,为海底管线的完整性管理提供技术支持。     

跨航道海底管道覆盖层清理及防护工艺技术

为确保某穿越港口航道海底管道深埋项目施工质量并避免海底管道改线、下沉施工导致的长时间停产,对技术方案进行对比论证研究,提出采用新型柔性防护垫工艺对海底管道进行不停产防护的创新方案。论证该方案的可行性,并对新型柔性防护垫的防护效果、海底管道原覆盖层清理工艺、柔性防护垫和高精度抛石保护等关键施工工艺进行合理化方案设计。实践结果表明,采用创新方案实现了在不影响海底管道安全生产且满足航道通航与航道疏浚要求的同时,不降低管线覆盖层的安全保护功能与可靠性的目的。研究成果和施工经验可为今后开展类似海底管道深埋处置工程提供借鉴和参考。     

内输高温高压流体海底悬跨管道的非线性涡激振动响应分析

海底管道内输的高温高压流体会引起管内较大的轴力,从而诱发管道的整体屈曲。发生屈曲的管道凸出海床表面,出现部分管道悬跨的现象,进而在海流的作用下会形成涡激振动现象。本文研究因热屈曲引起初始竖向变形的海底悬跨管道在内外流耦合作用下的涡激振动响应。首先,采用Euler-Bernoulli梁模型来模拟海底管道,通过对管道单元和内部流体单元进行受力分析,建立悬跨管道运动学平衡方程,确定内输高温流体管道的热屈曲平衡状态。然后,在方程中引入尾流振子模型,建立内输高温高压流体管道在内外流作用下的耦合动力学方程,采用Newmark-β方法对离散的涡激振动响应方程进行逐步求解,得到管道时程的振动位移、速度及加速度,确立了有初始变形管道振动的非线性振动时域预报方法。基于该方法进行算例分析,首先对比不同模态下考虑热屈曲和不考虑热屈曲的管道振型,观察热屈曲效应对于不同模态下管道振动形态的影响;通过分析管道振动频率随时间的变化趋势,结合建模过程中刚度矩阵的变化趋势,推导出管道轴力的周期性变化会引起自然频率的周期性变化;改变管道外部流体流速,观察管道振动频率、模态和幅值的变化,分析得出管道从低模态振动转为高阶模态振...     

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。     

海底管道穿越航道段不停输下卧技术

针对某项目海底管道与航道交叉段的埋深要求,分析对比常用的输送介质停输状态旁侧新建管道下卧及输送介质不停输管道原地下卧两种方法。结合附近海域已建管缆现状、航道区域水深、海床底质、管道参数等条件,对下卧及在位期应力及下卧期抗上浮稳定性进行分析评估,推荐采用海底管道不停输后挖沟下卧方案。结合后挖沟设备的下卧能力,综合考虑采用分步实施、分层开挖的方式对在役管道进行下卧,并对下卧施工关键参数进行分析,给出具体实施措施,为后续项目提供借鉴。     

基于ASME VIII分析要求的海底管道锚固件设计

结合最新海底管道设计规范要求,介绍一种基于ASME VIII分析要求的锚固件弹塑性应力设计方法,包括工况选择、失效形式和接受准则等,并以某实际项目为例完成锚固件设计分析。弹塑性应力法克服常用的弹性应力法的固有缺陷,避免弹性应力法使用过程中可能面临的各种困难,分析结果更精确。     

垦利油田群外输登陆海底管道铺设优化

基于施工及后续生产安全角度,通过优化登陆海底管道设计,降低工程投资和施工难度,规避生产运行安全隐患,充分体现"油田群完整性"的理念,经济、有效地实现工程管理的控制目标。文章系统介绍了垦利3-2油田群外输登陆海底管道最初的路由铺设思路,基本设计和详细设计阶段的设计优化方案,以及优化方案实施后取得的良好效果。     

海底登陆管道穿越航道改造技术

锦州20-2凝析气田登陆管道穿越锦州港航道,锦州港扩建工程需要对该管道进行改造。管道改造前实施了复合清洗;管道与航道相交处切除了部分旧管道,并相应铺设平行于被切除段旧管道的新管道,通过两套法兰膨胀弯与原管道连接;管道改造完成后,进行整体清管、试压;试压合格后进行乙二醇干燥投产作业,实现了锦州20-2凝析气田快速安全复产。锦州20-2海底登陆管道改造工程是国内首次对穿越航道海底管道进行的改造。     

海底油气管道维修夹具密封能力影响参数

针对影响夹具密封能力的相关因素开展分析。影响夹具周向密封能力的因素包括密封圈与管道间距离、摩擦因数、分割环与管道间距离。影响夹具轴向密封能力的因素为摩擦因数。基于夹具密封结构,利用有限元软件Abaqus对影响密封能力的因素开展有限元建模及模拟计算,并对模拟计算结果开展分析。摩擦因数、分隔圈与管道间距离、密封圈与管道间距离的增大不利于增强夹具的周向密封能力,设计时可适当减小相关参数。摩擦因数对夹具的轴向密封能力基本没有影响,设计时可忽略摩擦因数对轴向密封的影响。所开展的工作能够为后续海底油气管道夹具密封结构设计和应用提供有益指导。     

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。