深海管道卷管铺设模拟试验方案研究

针对深海管道卷管铺设系统结构复杂,无法直接在实验室中开展研究的现状,参考国外相关技术,根据相似原理,选择了合理的相似模型和相似准则,计算出了试验系统的运动参数和结构参数,选择合理的试验平台,设计了试验系统。提出了卷管盘系统、斜道角度调节系统、定位矫直系统、张紧器系统、悬管夹系统等功能实现的结构方案以及应力测试方案。该试验系统为深海管道卷管铺设系统的功能验证和自主研发提供了试验依据。     

基于卷管铺设的管道椭圆度损伤参数研究

卷管铺设过程中管道会发生数次弯曲,产生往复的塑性变形,导致管道产生很大的截面椭圆度损伤,大大降低管道的屈服承载能力。基于有限元软件ABAQUS中的Standard模块建立了管道的上卷和退卷模型,模拟了卷管铺设中管道的上卷-退卷-校准和校直过程,研究了卷管铺设时无缺陷管道的外径、厚径比和钢材级别对管道椭圆度损伤的影响。研究结果表明,当厚径比相同时,管道外径越大,管道的椭圆度损伤越大;当管径相同时,管道厚径比越大,管道的椭圆度损伤越大;钢材级别对管道椭圆度损伤影响很小。研究结果可为卷管式铺管法的现场应用提供参考。     

管道铺设

美藉侨民个人投资公司(ＯＰＩＣ)近日批准一项2亿美元的投资计划,帮助Ｅｎｒｏｎ公司和皇家荷兰/壳牌公司建造一条390ｋｍ有争议的穿越玻利维亚的输气管道。这条管道只是连接巴西南部一项较大工程的一部分。ＯＰＩＣ提出了环保要求,包括改道铺设5亿7千万美元工程的近30%工程管道铺设@周润才     

深海S型管线铺设中的静态形态影响因素分析

建立了S型深海管线铺设系统管线悬空段的控制方程,应用奇异摄动方法对方程进行了求解,并采用解析和数值相结合的方法进一步分析了管线水下重力、张紧器张紧力等参数对管线形态的影响。分析结果有助于深入了解大深度管线铺设中的力学行为,并可进一步为深海管线、缆索铺设施工设计提供理论依据。     

海底管道铺设施工设计分析

在简要分析海底石油管道铺设现状的基础上,综合研究“S”型铺管与“J”型铺管的着底管段与悬跨管段的受力及变形.采用Pasternak双参数模型分析着底管段海底基础与管道的相互作用,用加权残值法求解考虑波浪荷载作用下悬跨管段的高阶非线性微分方程.分别利用“S”型铺管与“J”型铺管时,托管架与管道相互作用条件及着底管段与悬跨管段的连续条件,获得了“S”型与“J”型铺管时管道的变形、内力及强度计算的近似解,并编制了相应的设计软件.算例分析了在不同施工参数与托管架结构参数组合下管道的相当应力沿管长的变化曲线,可为“S”型与“J”型铺管设计提供参考.     

柔性管道甩弯铺设分析

甩弯铺设是海上柔性管道安装的重要一环,分析影响柔性管道甩弯铺设的主要参数和设计作业船舶的移船方案是甩弯铺设的关键。基于DNV GL-RP-F109规范和悬链线方程,得出水平控制距离是柔性管道甩弯铺设的主要影响参数。结合工程实例,利用数值分析方法模拟柔性管道在不同水平控制距离取值工况下的甩弯铺设过程,并设计移船方案。研究结果表明,水平控制距离的取值上下限分别取决于柔性管道触泥点水平张力和管道安装最小弯曲半径,甩弯铺设时作业船舶的运动轨迹取决于柔性管道甩弯路由半径和水平控制距离的大小。本文的研究方法和结果可为柔性管道甩弯铺设作业设计提供参考。     

海底管道J型铺设过程分析

以海底管道J型铺设过程为研究对象,运用海洋动力学软件OrcaFlex建立包含船体、张紧器、管道、绞车等在内的铺设系统模型,分别对静态和动态铺设过程进行分析。在静态铺设过程中,管线有效张力由顶部至末端逐渐减小;最大von Mises应力在悬跨段先减小后增大,在管道接触海底后急剧减小。在动态铺设过程中,引发管线顶部有效张力增大的情况有:波高、水深增大,船体偏移回转,铺设角度减小;引发触底点最大von Mises应力增大的情况有:波高、水深增大,铺设角度减小。船舶横倾及尾倾均减小管线顶部有效张力,但对触底点最大von Mises应力无明显影响。波浪周期的影响较特殊,在某一范围内存在特定周期使得张力和应力响应最大。     

深水管道J形铺设工艺分析

介绍了深水管道J形铺设法的原理和类型,将国外成熟J形铺设工艺分为起始铺设、正常铺设和终止铺设等3个部分,并系统研究了各部分的工艺流程,对J形铺设的关键设备及操作进行了较详细的说明。针对我国南海海况特点,以中海油在建的16 000 t深水起重铺管船(J形铺管船)为设计母船,根据正常铺设工艺要求,提出了J形铺设系统概念设计方案。这对我国J形铺设工艺的研究和南海深水油气开发都具有一定的指导意义。     

OFFPIPE软件在海底管道铺设中的应用

简单介绍了《海底管线安装和结构分析软件——O FFPIPE》的特点和能力,并以岙山—镇海海底管道工程为例,对E段海底管道水深17m(1985年国家高程基准)以内采用SL901铺管船铺设管道的应力进行了分析和计算,为管道铺设提供了理论依据。通过现场实际铺设工程的检验,证明O FFPIPE软件的分析结果正确,完全可以用来指导海底管道的施工。     

海底管道S-Lay铺设过程中的质量控制

海底管道作为最主要的海洋石油天然气的运输方式,对施工质量要求很高。在对S-Lay铺管船铺设海底管道的铺管工艺进行介绍的基础上,利用因果分析法,对铺管过程中的潜在风险因素进行了识别和分析,并针对这些问题,对铺管过程中各个环节的质量控制要点进行了阐述,对类似项目的质量管理有参考意义。     

LNG储罐混凝土外罐稳定工况载荷及应力分析

LNG储罐结构复杂,构件种类多,受力复杂,分析极限工况下储罐各部位的应力分布,对于研究全容式混凝土LNG储罐失效具有重要的意义。为此,通过对储罐的罐顶结构简化,在考虑储罐受到的可变载荷的基础上,对罐体受力荷载系统进行了分类计算和等效处理,建立罐体承载能力极限状态下的罐顶结构载荷、预应力载荷及其他各类可变载荷的组合工况,并采用ANSYS软件建立简化后预应力混凝土外罐的1/4部分的有限元模型,通过结构化网格处理和易发生应力集中处网格加密处理,对罐体各类荷载进行了等效处理,分析了储罐在承载能力极限状态下的罐体温度和应力分布。结果表明:(1)空罐工况下罐顶处最大受压受拉应力发生在储罐承压环处,最大应变位于最大拉应力-2.81 MPa处;(2)空罐工况下承台最大压应力、最大拉应力均位于罐底部与承台连接处外缘,应变最大值也位于承台与罐底接触外缘,此部位易开裂;(3)空罐工况条件下只有罐顶部与承压环应力达到混凝土破坏极限,而储罐其余部位应力均在材料安全极限范围内;(4)满罐风载/雪载工况下,罐体混凝土墙在各部位均达到混凝土材料强度极限;(5)满罐风载/雪载工况下承台与罐底连接部位处于混凝土材料受拉应力状态,且拉应力强度远远超过强度极限,该部位小裂纹在一定条件下易发生裂纹扩展;(6)罐体在热角保护部位的压应力达到混凝土抗压强度极限。结论认为,该研究成果为全容式混凝土LNG储罐失效分析提供了理论参考。