新型深水非接触式海管后挖沟技术应用

为了对海底管道进行保护,通常需要对铺设的海管进行挖沟埋设处理。在东海某气田开发项目海管后挖沟工程中,上海打捞局国内首次使用了新型深水非接触式海管后挖沟技术。本文主要对本次工程的新型挖沟设备和施工工艺进行了介绍,并对此次海管挖沟工程进行了经验总结,为以后开展类似的挖沟业务及相关延伸业务提供参考和借鉴。     

非常规海底管道后挖沟施工方法介绍

随着我国深入开发海洋油气资源,海底管道的数量日益增多,相应的后挖沟施工逐渐增多。国内各大海洋石油工程公司均具备常规海底管道后挖沟施工装备及能力,对于某些特殊海管的后挖沟施工则涉足较少。本文将主要介绍一种非常规海底管道后挖沟施工方法及风险控制。     

跨航道海底管道的深挖沟保护

深挖沟填埋是对跨航道海底管道保护最常用也是最经济有效的方法。在制定深挖沟施工方案时需要重点考虑几个关键参数,包括土壤剪切强度、海底管道抗弯曲强度、挖沟机械设备的能力、挖沟回填的工程量等。挖沟后调查能够检测并及时反馈挖沟效果,是保证挖沟质量的关键。深挖沟后的沟槽回填是一项必不可少的工作。通过具体工程案例,分析了跨航道海底管道4 m深挖沟的影响因素,根据施工现场的实际情况制定了合理的挖沟方案,顺利完成跨航道海底管道的深挖沟掩埋工作。     

犁式挖沟机后挖沟埋管对海底管道屈曲压溃压力影响分析

为了研究犁式挖沟机后挖沟埋管中各参数对悬跨段海底管道屈曲压溃压力的影响,采用Python语言对ABAQUS软件进行二次开发,以准静态的方式模拟悬跨段各参数对压溃压力的影响。分析结果显示,犁式挖沟机后挖沟埋管会导致悬跨段管道截面椭圆化。随着作业水深的不断增加,悬跨段托管架处管道局部由弹性变形进入塑性变形区,继而发生屈曲压溃现象。后挖沟深度和管道外径对临界压溃压力的影响较大,其他参数如距海床高度ΔH和等效重力g'的影响有限。建立了后挖沟埋管的海底管道屈曲压溃临界曲线,可为犁式挖沟机后挖沟埋管施工作业提供工程参考。     

海底管道挖沟技术的改进

在浅海海底管道铺设施工中,海底管道线路周围复杂的地质情况,一直是困扰海底管道施工的一个难题。通过多年来在实际海底管道施工中的不断摸索、总结复杂地质条件下的挖沟及挖沟成型技术,形成了一些合理的改进方案。     

深水海底管道S型起始铺设中海管的完整性评估

以中国南海荔湾深水气田开发项目为依托,以具备动力定位的HYSY201作为铺管船,开展深水海底管道S型起始铺设过程中海管的结构完整性评估。采用海管、铺管船、起始缆、起始端PLET和辅助浮筒系统耦合动态分析方法,通过合理设计托管架半径、海管离去角、海管铺设张力以及作业气候窗,使得在整个起始铺设和正常铺设过程中,海管的Von Mises应力、结构应变以及局部屈曲均满足设计及规范要求。     

驳船绞锚在海洋管道后挖沟工程中的作用

通过对海底管道后挖沟作业过程的深入剖析,总结出锚机与后挖沟机相互协调的指挥方法,阐明了驳船绞锚的操作要领和注意事项。针对不同的地质条件和设计要求,提出合理高效的绞锚方式,从而避免海底管道后挖沟过程中后挖沟机对已铺设管道的破坏,并保证海底管道后挖沟的沟形和速度。     

陆丰7-2海底管道铺设敏感性分析

海底管道铺设过程的敏感性分析是海底管道安装设计的重要内容,通过海底管道铺设敏感性分析可以明确铺管作业的操作参数,为海上铺管作业提供支持,并有效识别铺管过程的潜在风险。采用铺管软件OFFPIPE建立海底管道铺设模型,对陆丰7-2海底管道铺设张力、水深和托管架角度等参数敏感性进行了分析,明确了蓝疆号铺管船的铺管作业参数,为安全可靠地铺设海底管道提供了技术支持。     

海洋监测系统对千米级水深铺管船海上施工的意义

本文主要介绍了海洋石油201铺管船在千米级水深海底管道铺设和海管终端(PLET)下放工况下的海洋环境以及运动监测系统设备和设计方式,并论述其对海洋工程作业的指导意义。为了适应千米级水深海底管道铺设及PLET下放作业的使用要求,同时确保海上安全施工,运用雷达、电罗经、运动传感器等,对铺管及PLET下放作业中的风、浪、流等环境信息以及船舶运动数据进行采集,并通过对采集的数据信息进行处理,指导海底管道铺设及PLET下放作业,提高了海洋施工作业的安全性。     

管沟对浅地层剖面图影响的多弧现象形成分析

为保证海底管线的安全,在海底管线外部调查中,获得管线的平面位置、埋深、裸露或悬跨高度是调查的重要内容,浅地层剖面仪可以有效地解决这一问题[1]。一些管沟明显地区,管线仪调查得到的管线图像出现多重线弧线现象,对管顶面的判别,管顶位置及管线埋深、裸露、悬跨高度的判断造成困难,文章结合海底管线铺设方法以及浅地层剖面仪工作原理,采用分解分析多重线弧状态的形成机理,并提出了在多弧现象中辨别管顶面以及管沟底的方法,以提高管线剖面资料处理的准确性。     

上凸型内孤立波场中顶张力立管极值响应分析

为研究上凸型内孤立波作用下立管的响应问题,建立了顶张力立管在上凸型内孤立波场中的运动方程,流体作用力通过Morison方程求解,上凸型内孤立波引起的速度和加速度用两层流体KdV方程计算;采用有限元法离散控制方程,并用Newmark-β法在时域内求解。通过数值模拟探索上凸型内孤立波作用下顶张力立管的位移、弯矩、应力、顶底端转角等极值响应规律,并分析内孤立波幅值、上下两层流体密度差、顶部张力及壁厚对立管响应的影响。研究结果表明,上凸型内孤立波会引起顶张力立管的位移、弯矩、应力及顶底端转角显著增大;由于上凸型内孤立波引起的海水剪切作用剧烈,导致上下两层流体中立管位移反向。     

Experimental study of a suspended subsea module at different positions in the splash zone

During the lifting of submerged marine modules, the highest dynamic loads occur in the splash zone. These forces are highly dynamic and cannot easily be estimated with sufficient accuracy using simple calculations or high-fidelity computational fluid dynamics because of their irregular and complex geometries. We conducted an experimental study in a wave tank to investigate the dynamics of a large subsea module in the splash zone subject to irregular waves. The experiments were conducted using a 1:8 scale model of a subsea module, similar to that designed by Offshore Oil Engineering Co., Ltd., for the subsea pipeline from the Wenchang gas fields to the Yacheng pipeline. The model was examined at five different positions relative to the free surface, from completely above the surface to fully submerged. The resulting data are analyzed in the time and frequency domains. Spectral analysis and a dynamic effect parameter are used to analyze the dynamic loads on the subsea module. Several time-domain numerical analyses are performed with different peak periods, and the tension of the sub-slings is obtained. The experimental results for the relative forces and motions of the subsea module are presented, providing a reference for the design of other similar modules and their installation and validation data for computational modeling.     

不同覆盖层对海底管道受落锚冲击防护有效性的试验研究

海底管道是海上油气工程的重要基础设施。随着港口运输规模的不断扩大和海洋油气工程的快速发展,港口航道区域与海底管道登陆段发生重叠情况不可避免。第三方活动造成的坠落物撞击(如船舶落锚),会威胁航道下方埋设的海底管道的结构安全。为了寻求合理的防护措施,保证海底管道的安全运行,有必要对落锚引起的管道动态响应进行研究。文章采用物理模型实验的方法,对管道上方覆盖的纯块石层、混凝土块层+块石层、混凝土块层+橡胶垫+块石层、柔性防护垫层+块石层等不同防护形式的有效性进行了对比研究。利用光纤布拉格光栅(FBG)传感器实时测量管道表面的动态应变响应,分析其沿管道的轴向变化以及极值分布。通过模型试验确定了相对有效的覆盖层形式及设计厚度,为海底管道的设计和维护提供了重要依据。     

基于PCMS系统结构专业材料预测的应用研究

随着海洋石油工程(青岛)有限公司在生产项目管理精细化方面不断提高,项目管理团队对PCMS系统在结构专业材料预测提出更高的管理需求。本文以原材料供货紧缺的MDS(Multiple Discipline Support)下料和预制阶段为应用场景,阐述通过应用PCMS系统现有功能辅以软件定制开发实现材料精准预测,提供施工决策,优化施工路径,并在企鹅FPSO项目上成功应用。     

基于蒙特卡洛法的抛锚撞击海管概率分析

针对船舶抛锚撞击海底管道事故频发,撞击概率计算过程较复杂且适用范围有限的问题,对现有方法进行改进,基于蒙特卡洛方法建立抛锚统计试验模型,对某一条件下船舶抛锚对海底管道的撞击概率进行计算,结果表明:对现有方法进行改进或利用蒙特卡洛方法能较好地反映船舶抛锚对海底管道的撞击概率变化特性,可应用于危险区域的抛锚预警和海上禁锚区的设置。     

水下管道连接器设计研究及应用

随着全球海洋石油天然气开发从浅水走向深水,由于潜水员下潜深度有限,海底油气管道的连接必须通过水下机器人代替潜水员完成此项工作。因此各种管道连接技术也越来越多地应用于海洋石油开发中。水下管道连接器作为一种重要的自动安装连接装置,涉及到机械、液压、材料、防腐、密封等各个方面,具有免潜水员操作、安装便捷、可靠性高等特点,可广泛应用于水下油气管道连接。本文对已成功应用于南海某气田中水下采气树跨接管连接的水平机械式管道连接器和水下管汇发球器连接的垂直液压式管道连接器,从密封结构、导向结构、锁紧结构的设计进行了深入的阐述,并在连接器样机型式试验、产品防腐、水下安装等方面也进行了详细的说明。     

多种创新分包成本控制方法在项目管理中的应用

结合中交一航局第五工程有限公司项目分包的管理实践,提出了“编制成本预控方案,明确分包项目最高限价;科学进行分包策划,合理划分分包工序;分包模式因地制宜,减少施工不可控成本;引进比选竞争机制,选择优质优价的分包商;推行分包管理责任书,提高分包合同严谨性;监督检查分包过程,保证成本控制及时性”等创新性成本分包控制方法,并对其实践应用效果进行了阐述。     

沉管浮运阻力系数的影响因子与取值分析研究

为解决沉管拖航和静态系泊施工中水流阻力系数取值的技术难题,结合实际的施工工况和作业环境,通过调研国内外大型沉管浮运阻力系数的取值,采用数值计算和物理模型试验的方法对沉管模型分别在静止和浮运状态时的阻力系数进行分析,并进一步探究了浮运阻力系数的影响因子,得出了适用于沉管静态锚泊和浮运时的水流阻力,通过实测验证了数据的正确性。     

海上边际油田伴生气的利用

当今社会石油产品供应越来越紧张，国际石油价格居高不下。海上边际油田伴生气因气量小、无就地用户、无管输系统或管输能力不足等原因，利用率很低，很大一部分都被冷放空或烧掉，导致了资源浪费。从节约资源、减少环境污染、提高边际油田经济效益的角度出发，利用边际油田伴生气十分重要。提出了海上油田伴生气利用的设想；并通过对现有天然气处理方法的技术经济对比，探讨了进行海上油田利用伴生气所需要开展的研究工作。