非黏结型软管在深水气田开发中的应用

国内某深水油气田使用非黏结型软管连接生产管汇与丛式井口。介绍在设计阶段由短距离软管替代刚性跨接管的考虑因素以及弯曲刚性所带来的短距离软管安装技术挑战和相应措施。将鹅颈接头与软管组合应用于深水环境条件下,考虑弯曲刚度的影响和液压锁定等内容,对今后方案设计、故障分析、维修计划等具有参考价值。     

海洋水下输油橡胶软管弯曲刚度研究

海洋水下输油软管广泛应用于油轮的单点系泊系统,在使用过程中处于弯曲状态,弯曲刚度是影响其弯曲性能的重要参数。利用有限元软件ABAQUS,基于Rebar方法定义软管的帘线增强层,建立水下输油软管的有限元模型。选择合理的长径比,计算得到软管的弯曲刚度,并通过弯曲试验进行验证。通过计算得出软管弯曲时帘线层的受力、橡胶应变和螺旋钢筋的应力。分析弯矩-曲率、弯曲刚度-径厚比的关系,发现软管的弯曲刚度主要由螺旋钢筋提供; 软管壁厚一定时,弯曲刚度也会随着径厚比的增大而增大。研究结果可以为软管的结构设计提供参考。     

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。     

非API规格偏梯形螺纹接头套管连接强度计算

通过对塔里木油田250.83 mm套管使用情况调研,发现目前使用的250.83 mm套管采用API 244.48 mm偏梯形螺纹接头,其连接强度远低于管体。设计了与250.83 mm套管管体匹配的250.83 mm非API规格偏梯形螺纹套管接头。通过力学计算和有限元分析,证实250.83 mm管体配250.83 mm非API规格偏梯形螺纹接头套管比现有250.83 mm管体配API 244.48 mm标准偏梯形螺纹接头的套管连接强度大幅度提高。通过对API标准套管接头连接强度公式进行分析,得出了既可满足API套管连接强度计算,又可满足非API标准套管接头连接强度计算的公式。     

漂浮软管的弯曲和动态特性分析

国内对海上漂浮软管的理论研究较少,软管的设计生产和维护缺乏理论依据。为此,对漂浮软管的弯曲和动态特性进行了分析。建立了漂浮软管的有限元模型。在进行弯曲特性分析时,通过施加适当弯矩,记录软管上点的位置变化,求解得到软管各管段的挠度大小,进而求得软管弯曲刚度和等效弹性模量。在进行软管动态分析时,将软管简化为一根梁,利用等效方法求得简化后软管的等效材料参数。基于软管工况时的漂浮状态,对Morison方程进行改进,推导出软管受到的波浪载荷。通过瞬态分析得到软管各部位受到载荷大小随时间的变化情况。分析结果表明,多个周期的波浪载荷相互叠加影响,使得漂浮软管中间处的变形量和两端处的弯矩随时间的变化关系呈现复杂的形状,因此软管两端处要做加强处理,中间位置处材料要具有相对较高的抗拉伸和弯曲特性。研究结果对漂浮软管的设计生产具有重要的参考作用。     

HST特殊螺纹油套管力学与密封性能有限元分析

为研究HST特殊螺纹油套管接头在机紧工况和拉伸工况下的连接性能和密封性能,采用Abaqus有限元软件,改变管体与接箍密封面过盈量和管体受力,分析2种工况下接头扭矩台肩、密封面和螺纹牙应力及接触压力。通过分析得到机紧工况下管体密封面最大过盈量为0.09 mm,拉伸工况下接头连接性能和密封性能减弱。研究结果可为HST特殊螺纹油套管的实际应用提供理论指导。     

新型跨隔旁通管测试-射孔联作技术的应用

利用哈姆雷特软管承压高、韧性强、耐磨损、可任意弯曲等特性,当环空压力传至剪销封隔器上部上穿越接头时,经哈姆雷特软管传至下穿越接头,再利用软管旁通过间隔油管后传至P-T封隔器上部的穿越接头,穿过P-T封隔器直接作用在点火头上引爆射孔枪,实现跨隔旁通管测试一射孔联作的目的。以二连油田太20井为例,简述了其现场应用情况。     

适用于浅海小口径复合软管的接头形式研究

设计了一种适用于软管结构的接头形式,在一定压力作用下保证软管的强度和密封性,同时能够释放金属铠装层中累积的渗透气体,成功实现复合软管的连接和保护。因其在动力特性、地形适应性、抗腐蚀性、安装等多方面的优势,越来越多的油田开发考虑采用软管来代替钢管,具有很大的发展前景。     

大口径高压管道绝缘接头弹性应力分析

大口径埋地管道输送高压介质时,除受到管道内压的影响,还受到周围土壤竖向、侧向土压力的作用.因此,用于连接阴极保护管段的管道绝缘接头的受力十分复杂.文章利用弹性应力求解方法.结合边界条件,同时考虑绝缘接头接口处的密封槽的应力集中情况,推导出了管道绝缘接头的径向、环向、剪切应力近似计算公式,用于绝缘接头的强度校核.实例计算表明,推导出的公式简单有效.具有一定的实用性.     

海上完井管柱作业过程力学性能分析

为了确定出完井管柱插入封隔器作业过程中管柱内部流体的最优排量,从力学角度对井下管柱进行理论分析,建立了管柱力学模型,从流体力学角度建立了排量与井斜角及管体特征参数之间的函数关系,推导了最优排量的求解方法。建立模型时假设伸缩短节可作为支撑点,管体视刚度的增加主要来自于流体的压力差。结果表明,完井管柱的弯曲程度受井斜角、弯曲段管柱长度、半径及流体排量的影响,管柱下入过程的最优排量与井斜角、管体弯曲特征及流体性能呈二次函数关系;现场实例计算及作业验证表明,建立的最优排量求解模型与实际情况吻合,能够为现场作业提供预测指导。     

复杂海况下大管径柔性软管连续弧形铺设施工工艺

东海某油气田D14 in输气登陆管道在舟山群岛海域发生损伤,需要按照Ω型路由铺设柔性软管替换受损管段。针对舟山海域流速大、平潮时间短、水下能见度几乎为零等海况,对柔性软管铺设过程中的张力、弯曲半径和横向偏移等进行分析,介绍了复杂海况下大管径柔性软管连续弧形铺设的主要施工工艺。该工艺通过布置软管铺设起始缆,在海床合理设置软管弯曲限位点,并在软管上绑扎水下定位信标,监控软管在水下的位置,顺利完成了柔性软管在短距离内的连续弧形铺设,为以后类似软管铺设工程提供有益的借鉴。     

海底柔性软管敷设方案可行性研究

以渤海某油田8英寸（1英寸=0.025 4 m）柔性软管敷设项目为例，对不同敷设方式、常用船舶资源的软管敷设能力和柔性软管敷设参数进行分析和计算，研究敷设方案的可行性。给出在软管敷设过程中使软管所受拉力较小且满足软管最小弯曲半径要求的入水角度范围，并分别给出在软质海床和硬质海床上弃管时的注意事项。研究内容可为以后类似软管敷设项目提供有效的借鉴。     

非金属粘结性海洋柔性立管接头结构综述

海洋柔性立管与海上浮式结构相连接的接头,其服役期间的可靠性和安全性直接影响整个柔性管的使用寿命。国内针对海洋柔性立管接头的研究起步较晚,目前与海洋柔性立管配套使用的接头全部依靠进口。国内目前能查到的相关资料均集中于非粘结性柔性立管的接头结构研究,而对于非金属粘结性海洋柔性立管接头结构的研究国内还未见相关综述。对国外常用的粘结性海洋柔性立管接头使用情况进行了长期调研,综述了Traplock 型接头、Swaged 型接头、Magma 型接头的结构和其连接形式。对海洋柔性立管接头国产化研制具有一定的意义。     

海底复合软管新型接头

传统的复合软管内胀外扣接头型式在较大口径、较高压力的情况下,其连接强度明显不足；扣压过程中容易对接头和软管本身造成一定的损伤,需要对接头金属进行冷变形加工,这对接头金属的强度、硬度、延展性等提出了较高的要求,严重限制了金属材料的选择.这就要求设计一种新型软管接头.文章介绍了新型注胶接头的结构和静压爆破试验结果,表明该接头型式满足压力、密封性、防腐性和可靠性等各方面的要求.     

柔性复合管施工技术方案

宝北注水管网治理改造工程中DN40 PN32 MPa柔性复合高压埋地注水管线6104 m、20#?48×8 mm埋地注水无缝管线357 m,管顶标高均为-1.5 m。根据管沟实际土质,实际管沟宽度应为（ D0+0.8） m。柔性复合管配备有专用的与站上输出管线和井上或阀组输出管线连接的焊接转换接头,连接时,待焊接转换接头焊接冷却后,再连接柔性复合管接头,以避免因高温烫坏密封垫造成渗漏,待所有管线接头都已连接完毕,该管线施工完毕。复合管与复合管之间常用的连接方式为螺纹连接,采用螺纹连接时,安装前应检查丝扣有无磨损,防腐面有无损坏。连接前应将接头密封面擦拭干净,涂抹专用的润滑脂,放入专用密封垫。     

侧钻水平井油管接头抗弯强度与密封性能

针对侧钻短半径水平井油管柱的弯曲变形 ,设计了 4点弯曲加载试验 ,测试了 2种规格油管在不同内压和弯曲度组合条件下油管接箍的密封及其强度特性。试验结果表明 ,油管管体弯曲度 α在 4 (°) / m以内、2 5MPa的压力下 ,接箍均未发生泄漏。对于弯曲油管接头 ,首先发生管体材料的塑性屈服 ,然后才出现接头密封泄漏。因此 ,只要保持管体在最小屈服应力以内工作 ,在 2 5MPa内压条件下 ,可以保证接箍密封在短半径井眼内可靠有效。     

柔性软管敷设过程及安装计算分析

柔性软管有水平敷设方式和垂直敷设方式,2种敷设方式均可划分为4个敷设过程。介绍软管具体敷设过程及特点,论述软管安装计算分析理论。针对工程项目实例,依据软管敷设过程,进行柔性软管安装计算分析,确定软管敷设工作所需关键参数。研究工作可对柔性软管在海洋石油工程上的应用提供参考。     

非API尺寸套管偏梯形螺纹接头设计

基于油田现场工况设计了φ206.38 mm×15.8 mmC110非API尺寸套管管体及非API偏梯形螺纹接头.对套管管体强度、螺纹接头连接强度和密封性能进行了计算分析.根据力学模型并利用有限元仿真分析方法,对螺纹接头在上扣、内压及拉伸条件下的受力进行了分析.最后对设计的螺纹接头的连接强度和密封性能进行了实物验证.结果...     

非粘接动态柔性立管干涉研究

非粘接动态柔性立管是深水海洋石油开发的重要设备,具备安装简便、可靠性高、抗疲劳性能强等诸多优点。非粘接动态柔性立管由多层非粘结结构形式缠绕而成,其截面刚度较低,在波浪和海流作用下运动幅值较大,因此柔性立管的构型和布置需要特殊研究,以免在极端情况下发生立管之间、立管与锚链之间的碰撞干涉。针对应用于中国南海海域的柔性立管,基于有限元法,采用Huse尾涡模型开展了干涉研究,并就柔性立管弯曲刚度、内部介质和拖曳力系数对干涉间距的敏感性做了分析,得到了对海洋立管工程有参考意义的结论。     

深海安装工况下水下采油树鹅脖连接器安全性能分析

鹅脖连接器被广泛应用于水下采油树等结构物之间的软管连接。其深海安装作业风险高、要求严,因此研究鹅脖连接器安装工况下的安全性能对确保水下采油树乃至整个水下生产系统的平稳运行具有重要意义。针对南海某1 500 m水深气田使用的采油树鹅脖连接器深海安装工况,对软管首末两端的鹅脖连接器进行有限元分析确定应力集中区域,并基于ISO标准施加1.5倍设计载荷对连接器高应力区域进行应力集中验证。结果表明：连接器各部件最大Von Mises应力均小于许用应力,整体结构强度满足相关标准要求;高应力主要集中在吊耳、提升外框的底板和锁板以及软管接头,在设计时应予以重点关注;此类区域最大主应变和等效塑性应变均满足标准要求。现场安装结果表明,末端鹅脖连接器与软管接头的静态载荷实测值远小于极限载荷,整个海上安装及水下连接安全可靠。本文研究成果可为水下采油树鹅脖连接器的结构设计和深海安装提供参考。