内含油水海底混输管道修复技术研究和实践

某海上油田D 610 mm/D 711 mm管中管混输管道运行一段时间后发生损坏,为修复此条管道需要对长度为43 m的膨胀弯进行水下拆除,并把与原膨胀弯连接的带法兰平管起吊至舷侧后进行更换。文章介绍了混输管道修复防溢油技术、内含油水混合物的海底管道膨胀弯水下拆除方法及大尺寸海底管道平管起吊更换法兰技术,论述了集油罩、封堵气囊以及起重载动气囊等在海底管道修复中的应用。     

海底管道膨胀弯角度偏差原因分析和解决措施

海底管道膨胀弯安装是新铺设海底管道施工的重要组成部分,针对2013—2016年中国海油在渤海海域铺设的54条海底管道的113套膨胀弯在施工过程中发生实际角度与设计角度偏差影响施工效率和安装质量的问题,运用统计的方法进行了分析研究,初步掌握了膨胀弯实际角度偏差发生的频率,介绍了立管安装角度偏差、导管架安装方位偏差、水平管道铺设精度偏差、弯管角度制造偏差和膨胀弯预制偏差等主要造成膨胀弯角度偏差的影响因素,并提出了必要的预防措施。对已经发生的膨胀弯实际角度与设计数据偏差项目,根据引起角度偏差的因素,提出了焊口修正、旋转立管、搬移平管和切割弯管等有效的解决方法。     

海底管道及膨胀弯和立管系统在地震危险区的动态非线性时程分析

位于地震危险区的海底管道及立管系统,在地震作用下会受到由于地震波传播引起的海床瞬时震动,也需要承受地震作用下由于海床砂土液化、断层运动以及滑坡等产生的海床永久变位。地震灾害产生的诸多不利因素极有可能引起处于地震危险区的海底管道失稳、局部屈曲,并最终导致管道破裂失效。因此,需要对地震危险区内的海底管道系统进行充分的抗震设计与分析。近平台的海底管道、膨胀弯及立管系统由于安全等级要求更高,需要进行非线性动态时程分析,以确保整个结构系统在超常地震等级下(ALE)不会出现整体失稳或者管道断裂等极端破坏。以某地震危险区域的海底管道项目为例,详细介绍海底管道、膨胀弯及立管系统在地震危险区动态非线性时程分析的流程及规范校核准则等,为类似的工程提供参考。     

东方1-1气田海底管道混凝土配重层的涂敷

海底油气管道的覆盖层为防腐蚀层和混凝土配重层.以往我国海底管道使用的混凝土配重层均由外国公司施工.2002年渤海石油管道涂敷工程公司从美国引进了一套混凝土配重层喷涂设备,在进行大量混凝土配重层涂敷技术研究的基础上,该公司圆满完成了东方1-1气田113km混凝土配重管的涂敷工作.通过该工程实例,介绍混凝土配重层的技术性能要求、涂敷工艺以及防腐蚀涂层的表面增阻措施等.     

大管径膨胀弯的跨越分析研究

针对工程中某已建平台附近22英寸膨胀弯跨越已有12英寸海底管道的情况,应用有限元软件AUTO PIPE进行跨越计算分析,模拟实际工况条件下膨胀弯受力及管土作用,计算确定了管道应力在许用范围之内。并对22英寸膨胀弯跨越进行挠度计算分析。可用于指导和评估海上膨胀弯安装作业方案。     

海洋管道混凝土配重可调式涂敷小车设计

目前,国内的管道混凝土配重涂敷的生产装备基本依赖于国外进口,技术被垄断、成本高.通过分析海底管道混凝土配重中涂敷系统的相关生产工艺,根据海洋配重管不同直径、不同长度的特点,设计出一种可调式涂敷小车.通过支撑轮轮距调节和高度调节满足不同系列管径、管长海洋混凝土配重管的安装生产要求,通过调节支撑轮和车轮的旋转速度满足不同管道所需混凝土涂覆量的工艺要求,实现了一条生产线无需更换设备就可生产多系列海洋配重管,弥补了目前国内外的涂敷小车系统只能对固定管径、管长海洋管道进行混凝土涂敷的不足,且生产成本低、效率高.     

海底管道膨胀弯处锚固件的设置

本文从变形协调及内力协调的角度分析了海底管道立管底部膨胀弯处锚固件的设置问题,发现由于内外管壁在温升作用下发生挤靠力,超长膨胀弯经常在被忽略的弯管处存在,并给出了解决办法。     

东方1-1气田海底管道混凝土配重层的涂敷

海底油气管道的覆盖层为防腐蚀层和混凝土配重层。以往我国海底管道使用的混凝土配重层均由外国公司施工。 2 0 0 2年渤海石油管道涂敷工程公司从美国引进了一套混凝土配重层喷涂设备 ,在进行大量混凝土配重层涂敷技术研究的基础上 ,该公司圆满完成了东方 1 - 1气田 1 1 3km混凝土配重管的涂敷工作。通过该工程实例 ,介绍混凝土配重层的技术性能要求、涂敷工艺以及防腐蚀涂层的表面增阻措施等     

含在线管汇的深水海底管道热膨胀计算

在深水湿式开发应用中,海底管道中间或末端通过跨接管与水下井口或水下管汇连接。带有在线管汇的海底管道的温降曲线是不连续的,类似于把两条普通海管连在一起。有限元计算可以比较准确地预测出膨胀弯位移量,但计算复杂耗时较长。依托工程设计项目,使用解析方法,编程计算出带有在线管汇温降曲线不连续的海底管线的膨胀位移和轴向力。计算方法经过有限元计算的验证和第三方机构审查,适于工程应用。     

海底管线配重层关键性能影响因素分析与控制

海底管道配重混凝土涂层能够为油气输送管线提供满足海底铺设要求的负浮力并提供外部机械保护。本文主要通过试验数据分析海底配重混凝土涂层管负浮力和机械保护能力的主要影响因素。通过控制合理的骨料粒径分布来提高产品的密度最终提高配重混凝土管的负浮力;在满足负浮力和抗冲击能力的情况下,通过适当提高混凝土抗压强度,可以降低配重层的厚度来降低材料的消耗及现场施工难度。     

海底管道混凝土配重涂敷设备与生产工艺

目前,国内管道混凝土配重涂敷厂的生产装备基本为国外进口。文章详细介绍了海底管道混凝土配重生产设备和生产工艺。对涂敷设备中的混凝土搅拌系统、涂敷系统、进出管系统、中心控制系统四大部分进行了说明;结合不同直径、不同厚度的配重管对海底管道的喷涂式和缠绕挤压式两种不同涂敷工艺的设备,做了详细的分析和比较;同时对混凝土配重的工艺过程进行了全面的分析,阐明了不同工艺方法的主要特点以及关键工序的施工方法。     

海底保温管道技术发展概况

结合国内外海底保温管道的技术发展,介绍目前国外最常用的管中管结构、单壁管结构及集束管道结构的技术及工程应用情况。在浅水海域和边际油田开发中,单层保温配重管得到了较好的发展与应用。随着油气勘探开发从浅海走向深海,甚至超深海,国内在使用海底保温管道技术方面与国外还存在较大的差距,采用湿式保温的单壁管及集束管将是我国未来深水海底保温管道技术的发展方向。     

地质沉降区域海底管道修复方案设计与分析

结合东海某油气田D 10 in输油登陆海底管道修复项目,介绍了地质沉陷区域受损海底管道永久修复方法。该方法采用立体膨胀弯替代原受损管道,利用弯管的伸缩性消除地质沉降对管道安全的影响,并将新安装的膨胀弯偏离原管道路由一定距离,避开扰动的海床,降低管道下沉的风险;再适当提升管道强度等级,增强承受外部应力作用的能力。通过分析计算证明此种方案的可行性,在工程实践中最终验证了方案设计的可靠性,以期为以后类似管道修复项目提供借鉴。     

单层保温配重管腐蚀缺陷点维修方法

目前国内已有10余条单层保温配重管服役于各大海上油田,但近几年的内检测发现,数条管道已出现了腐蚀缺陷点,因此快速、有效地维修这些缺陷点已成为保障海上油田正常、安全运营的关键。通过两个案例,介绍了采用局部补强、管卡、管道更换等方法,对单层保温配重管两种典型的腐蚀缺陷进行维修的做法。在概述了海底管道保温结构形式、单层保温配重管节点防护的基础上,重点论述了管道缺陷点的定位、长距离旧管道的回收及更换的维修方法;管卡安装法维修、补强材料法维修的管道局部维修方法。     

柔性软管回接管安装工艺在某油气田开发中的应用

柔性软管回接管将海管平管段回接至平台立管,并替代刚性膨胀弯用于调节海底管道热膨胀,其拥有法兰连接点少、安装路由测量精度要求低、水下工作量少等特点。柔性软管回接管的安装受吊机起吊高度、作业水深、软管重量、软管轴向刚度、软管最小弯曲半径等因素影响。本文通过介绍柔性软管回接管安装工艺在某油气田开发中的应用,希望为此后类似安装作业提供借鉴。     

使用法兰测量仪进行海底管线膨胀弯测量技术研究与应用

针对以往海底管线膨胀弯测量方法存在的问题,探索总结出利用法兰测量仪进行海底管线膨胀弯测量技术关键与实施要点。涠洲12-1项目实践表明,应用本文所介绍的膨胀弯测量技术,可以有效提高海管膨胀弯连接的合格率和工作效率,并大大降低作业成本。     

海底管道涂层抗滑脱技术及应用

文章根据铺管船采用S型铺设海底管道的作业特征,介绍了海底管道防腐层和混凝土配重层涂敷工艺,可以确保各钢管涂敷层间具有足够的剪切强度,使得在铺管过程中设定的轴向张力作用下,不致发生钢管各涂敷层间剪切强度不足而产生滑脱的现象,保证铺管过程中海底管道完好.     

海底管道立管系统弯管段流场分析——以胜利油田CB 306井组平台为例

以胜利油田CB 306井组平台为例,运用大涡模拟(LES)方法对海底管道立管系统弯管段周围流场进行了模拟分析,结果表明海流流速在立管两侧增大,在立管后方形成交替脱落的漩涡;立管后方形成的三维立涡成倒锥形,上部漩涡比下部漩涡先脱离立管;三维立涡底部海水对海底的剪切作用及对海底沉积物的提升作用最强,这也是海底冲淘作用不断加剧的根本原因.     

海底高压输气管道泄压分析与研究

渤海某气田采取间歇式注气开采的方式,当停止注气后管道内高压气体需要泄放以保证海管安全。一种泄放方式是将高压气体泄放到另外一条低压输气海底管道,另一种泄放方式是在平台上通过火炬放空。利用OLGA动态模拟软件进行方案比选,结果表明：将高压气体泄放到另外一条低压输气海底管道,冬季泄压会造成高压海底管道温度低于其设计温度,因此推荐在夏季进行泄放;当泄放阀开度达到10%时,泄放最大流量与开度100%时接近,而低压海管入口流体温度升高到-12.9℃,有效降低了泄放时产生的低温对下游低压海底管道输气的影响。至于泄压至平台火炬系统,因泄压阀上下游压差过大,造成火炬管网需要超低温设计。因此最终推荐采取泄压至低压输气海底管道的方案。     

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。