冀东油田NP1-3D/NP1-1D海底管道悬空治理

针对冀东南堡1号人工岛和3号人工岛之间的海底混输管道和输水管道悬空的实际情况,通过对四种海底管道悬空治理方法进行比选以及现场实践,最终选用了"抛石回填、高点开挖、管顶覆盖"方案,成功地进行了悬空治理。文章介绍了冀东NP1-3D/NP1-1D海底管道悬空治理方案的实施过程。     

仿生水草治理海底管道悬空情况探查及改进措施

胜利埕岛油田于2006年引入了海底仿生水草防冲刷系统进行海底管道悬空治理,试点工程实施后1年,泥沙淤积厚度已达到了20～ 50 cm,但最近发现许多管道再次悬空.文章针对这种情况进行了11处管道立管的悬空探查,其中2006年、2007年治理的有7处,铺设的仿生水草缺失率平均超过50％;2008年治理的有1处,治理效果较好,悬空长度6m,高度0.4 m,治理范围内均发现仿生水草,缺失少；2010年治理的有3处,治理范围内未发现悬空,仿生水草状态良好,管道处于淤积填埋状态.文章分析了管道再次悬空的原因,并据此对悬空治理方案提出了改进措施.     

海上油田海底管道悬空治理

海底管道用于海上油田生产平台之间或生产平台到陆地终端处理厂的油气传输。海底管道服役环境恶劣,不稳定海流冲击、过往船舶锚挂拖拽等会导致海底管道悬空,悬空的海底管道存在损坏或折断造成油气泄漏的风险,本文对渤中28-2南区域海底管道悬空治理过程进行了描述分析。     

海底悬空管道振动特性研究

受管道处海床的冲刷,立管与水平管道连接处常出现管道悬空,严重影响海底管道的安全运行。当管道悬空段较长时,抵抗变形的能力变弱,在管道自身和外部载荷等因素的综合作用下易发生破坏,造成巨大的经济损失和环境污染。在研究中基于土壤的Winkler线性理论,把管道与地基的相互作用用等距离的相同弹簧来代替;考虑轴向力、内压、外流和土壤刚度系数等因素的作用,根据Hamilton原理,建立振动微分方程;利用ANSYS有限元对三维海底悬空管道进行数值模拟和振动特性研究,分析轴向力、内压、外流和土壤刚度等因素对海底悬空管道振动特性的影响,计算出悬空管道的固有频率和临界长度。     

滩海油田海底管道悬空治理

以埕岛油田CB251C-CB251D海底注水管道泄漏事故为例,分析了海底管道泄漏的原因。经过比选提出了水下支撑法。其主要作用是减少管段的悬空长度,避免管道在水流作用下出现共振;推出了管道临界悬跨长度的计算公式,并对支撑桩的位置进行了分析。     

水下管道共振的产生及悬空段的长度计算

叙述了水下管道由于受水流动力等复杂情况作用，造成管道被冲刷，形成悬空管段，就会因振破坏管道，造成重大事故。因此，应对水下管道受力情况进行认真分析，研究水下管道悬空段的产生，并计算其发生共振时的悬空长度，给出了为防止共振的最大悬空长度计算实例，对于水下管道的维护管理，确保管道安全是十分必要的。     

海底管道悬空锤击内检测方法及振动信号分析

敷设在海床的油气管道可能会在洋流冲刷、地质运移等多种因素的影响下出现管道局部悬空现象，海底管道悬空会严重威胁油气输送安全。为有效检测管道悬空状态，提出了一种基于锤击检测法的海底管道悬空内检测器设计方案；结合MSC/Adams动力学仿真软件，采集经内检测器主动锤击激励管道内壁后不同敷设状况管段的振动响应信号，对采集的振动响应信号分别进行基于短时傅里叶变换(STFT)、频率切片小波变换(FSWT)和改进希尔伯特黄变换(HHT)时频分析，结合3种时频分析结果建立了管道悬空内检测效果评价指标。研究结果表明：经力锤激励后，管道振动响应信号整体幅值主要集中在50～120 Hz范围内，峰值频率主要集中在80 Hz左右；不同悬空状态下的管段振动响应信号幅值存在明显差别，越接近悬空管段中心位置，振动响应信号峰值频率对应的幅值越大；基于锤击法的管道悬空内检测器在仿真模拟环境中可有效辨别管道悬空状态。研究结果可为锤击内检测法应用于海底管道悬空状态内检测提供指导。     

输油悬空管道洪水冲刷作用下的安全评价

洪水冲刷是影响输油悬空管道稳定性的重要灾害之一。对洪水冲刷输油悬空管道进行受力分析可知,漂浮管道易产生拉弯变形。为此,建立了水冲管道力学分析模型,应用基于应变准则的失效判据关系式来判断管道的安全状态,并用有限元软件ABAQUS对X60输油管道在一定洪水流速和一定悬空长度2种工况下的安全状态进行模拟与分析。分析结果表明,最大应力、应变及挠度与悬空长度成正相关关系;一定悬空长度下,最大应力、应变及挠度与洪水流速成正相关关系,且当流速大于3 m/s时,管道的振动频率升高,加大管道失效可能性。水冲悬空管道的危险点位于埋设段与悬空段交汇处的水流入侧。     

河底管道悬空段状态矩阵分析

在河底管道的设计及运营过程中,应严格控制管道的悬空段长度,使之小于管道的极限冲刷长度,以避免管道因涡流作用发生剧烈振动,确保管道安全.介绍一种新方法--状态矩阵分析,该法将悬空管段两端的管道处理成Winkle弹性地基上的半无限长梁,然后考虑入土段和悬空段在边界处的变形协调条件,以确定管道横向振动的自振频率,最后利用自振频率与涡流激振频率相等时的共振条件确定管道极限冲刷长度.     

海底管道悬空隐患治理技术研究及应用

对埕岛海区平台附近海底管道出现悬空的安全隐患进行了详细的调查，对产生悬空原因进行了分析，对悬空管道的悬空控制进行了对策研究，形成了采用“水下支撑桩”方法进行管线悬空治理的施工工艺。实施后取得了显著效果，为保证海底管线安全、保护海洋环境提供了有利借鉴。