弹性支承约束下海底管线允许最大跨长的计算方法

直接铺设于海底的管道在服役期间,由于海流的冲刷作用,海底管道的某些管段会逐渐地裸露出来形成悬跨段。悬空管道在浪、流等外部条件作用下,极易产生振动并引起较大动应力,从而引起结构疲劳,严重时会导致管道疲劳断裂。文中将管道入土端等效为线弹簧和转角弹簧,对悬空管道允许悬跨长度进行了初步分析,并对某海域典型管道进行分析,为悬跨管道的治理和安全隐患排除提供技术支持。     

海底管道悬空成因及防治

海底管道是海上油田生产系统中的一个重要组成部分,维护海底管道的安全是保证安全生产和保护海洋环境的重要环节。由于埕岛滩海油田地处黄河入海口滩海交界地带,地貌条件十分复杂,在强烈的水动力因素与不稳定的海底条件作用下,平台及海底管道附近海床遭到强烈冲蚀,使平台附近与立管连接的海底管道出现悬空现象。裸露悬空的海底管道在海流及海浪的冲刷下,产生涡激共振,一旦这种振动引起的动应力超过疲劳极限,管道就会在悬空最严重的部分(立管底部)产生应力集中以至产生疲劳裂纹。当海底管道局部位置超过一定的屈服极限,就极有可能断裂,引发原…     

埕岛油田海底管线悬跨段动力响应分析

以胜利埕岛油田CB11D-CB11E海底输油管道CB11D端悬空段极端海况为例,研究了该海底输油管道的在波浪、流、地震等外荷载作用下的动力响应,结果表明,在波浪、流及地震共同作用下悬空管道两端及弯管处应力很大,管跨中间位置位移最大,说明该两处最容易发生破坏和断裂.因此应密切检测悬空管道两端和管跨中间的刚度,及时采取防护措施.     

海底管道悬空隐患成因及防治

海底管道是海上油田生产系统中心的一个重要组成部分,维护海底管道的安全是保证安全生产和保护海洋环境重要环节.本文对埕岛海区平台附近与立管连接的海底管道出现悬空的安全隐患进行了详细的调查,并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"方法进行管道悬空治理的施工方案,此对策实施后取得了显著效果,为保证海底管道安全,保护海洋环境提供了有利借鉴.     

海流引起海底管道悬空的数值模拟

海底管道悬跨将影响管道的安全运营.在海底管道稳定性设计中,需要合理分析具有初始嵌入深度的海底管道产生悬空的物理机制.本文对海流作用下铺设于砂质海床上的海底管道悬空进行了数值模拟.求解不可压缩流体N-S方程,分析了海流作用下管道周围的流场特性,研究了管道两侧的压力分布特性和海床表面剪应力的分布特点.在管道绕流流场分析的基础上,通过对土体渗流方程的求解,得到了管道周围砂质海床内的渗流场以及渗流水力梯度场的分布情况.与海床表面剪应力计算结果进行比较分析发现,管道下方渗流出口处土体的流土渗透破坏将诱导管道发生悬空.     

海底管道管跨的预防和治理

埋设于海底的输液管道,由于海床不平坦或海流对不稳定海床的长期冲蚀以及内外流引起的管道振动等复杂因素,不可避免地使海底管道出现悬空段。本文以海底输油管道为研究对象,分析了管跨形成的原因及危害,提出了管跨的预防及工程治理对策。     

大口径无配重海底管道S型铺设分析

考虑大口径管道的自身特性与铺设风险,采用数值模型计算与现场实验分析管道在张紧器夹持处承受较大径向压力,分析管道在悬空段承受较大弯曲应力及不同辅助措施对弯曲应力的影响,认为可通过严格控制管道的屈曲风险实现大口径无配重海底管道的S型方式铺设。     

海洋悬空管道非线性振动稳定性分析

以海洋悬空管线为研究对象，根据海洋悬空管道的主要特征，将海洋悬空管道简化为两端简支梁力学模型．涡激升力简化为简谐荷载。在考虑管道非线性因素下，建立悬空管道的横向振动方程，并采用谐波平衡法对方程求解。可得出洋流涡激作用下海洋悬空管道横向振动失稳的双尖点突变模型，由此导出悬空管道失稳条件。根据失稳条件分析发现．海洋悬空管长度对稳定性影响起主导作用，并在假定其他条件不变的情况下，分析影响悬空管道稳定性的因素和悬空段临界长度之间的关系。分析结果表明：随着外流流速、管内流流速、管内压强的增加，悬空管道的临界长度减小：随着材料弹性模量、管外直径的增大．悬空段的临界长度增加：其他影响因素相比较而言可以忽略．     

W埕岛海域海底冲刷与海底管道悬空

埕岛海域所处的位置和环境决定该海域有冲刷现象.工程实测表明管道冲刷悬空是存在的.海底管道悬空有许多隐患.提出了部分治理措施.     

深水海底管道水泥压块的安装过程及检验要点

结合对海管悬空的研究以及深水项目经验,重点描述了深水段海底管道悬跨段的水泥压块的陆地制作、运输和海上安装的施工过程及检验。以期通过介绍使相关方对深水悬跨段的水泥压块处理方式有所了解,并为今后类似项目提供参考和帮助。     

基于AutoPIPE的海底悬空管线挖沟埋设应力分析

基于AutoPIPE软件考虑管土作用机制,以施加密集V-stop模拟海床,并通过改变V-stop位置模拟挖沟过程,悬空管道在治理过程中的应力表明,一次挖沟成型与多次挖沟成型之后的管道应力相同,但多次挖沟成型过程中的应力峰值明显低于一次挖沟成型,而避免了悬空管道在挖沟过程中可能发生的屈服破坏;海底悬空管道挖沟埋设过程中随着挖沟深度和管道温差的增加,管道应力、屈服位移呈现增大趋势。     

海底双层保温管的悬空数值模拟

以埕岛油田CB11D-CB11E海底双层保温输油管为例,考虑波浪和海流以及内压和热膨胀的影响,采用有限元软件建立立管附近海底双层管及等效单层管的悬空力学模型。静力分析表明,不考虑内压和热膨胀影响时,可以用等效单层管近似代替双层管;考虑内压和热膨胀的影响时,用等效单层管代替双层管导致计算结果偏差较大。此外,弯头处的应力最大,悬空中点处以及悬空段与埋设段的交接处也容易屈服甚至断裂。     

海底管道水下湿式维修法在工程中的应用

海底管道的安全可靠运行是海上油气田生产的根本保障。近年,由于海水冲刷悬空、海上拖网捕鱼作业等,在我国近海相继出现了几次海底管道泄漏事件。2002年10月初,南海西部涠洲12-1至11-4油田海底管道发生的一次泄漏,造成了该油田停产和巨大的经济损失;该文通过该工程所采用的水下维修实例,介绍了一种典型的海底管道水下机械连接维修方法及其实施中的难点和关键点,以期对类似工程具有指导作用。     

跨水道海底管道隐患整治工程沉管施工风险分析

阐述跨水道海底管道隐患整治工程后挖沟、悬空位置连锁排及砂袋清除施工技术,对跨水道施工进行安全风险分析,探讨作业锚位对水道的影响,并采取有针对性的防控和应急措施。     

海流引起的海底管道周围砂质海床局部冲刷

海流引起的海底管道周围海床冲刷是海流、管道与海床之间的动力耦合作用问题.目前对管道周围海床冲刷的研究主要是通过试验观测的方法进行的.本文分析评价了近年来海底管道周围砂质海床局部冲刷试验研究的主要研究成果,其中包括局部冲刷机理、极限平衡冲刷深度预测、管悬空长度预测等内容,并对已有研究成果的工程应用进行了初步分析.     

台风对春晓气田群海底管道安全的影响研究

基于连续4年的春晓气田群海底管道检测数据,结合该区域水文、气象、泥沙、地形、底质等环境资料的分析研究认为,2007年夏季韦帕、罗莎等台风所引起的强烈水动力扰动,对管道KP287.666～KP301.906所在区域的冲淤稳定产生了较为明显的影响。台风将高能传递给水体,增强了海流、波浪等水动力要素,两者的联合效应使得水体底部剪切应力剧增,使水体挟沙能力加强,对海底造成区域性冲刷,导致管道裸露、悬空,严重影响其安全。     

Theoretical Studies in Isolated Prop Model of Subsea Pipeline

基于热屈曲理论,考虑独立支撑缺陷对海底管道隆起屈曲的影响,文章推导了独立支撑缺陷海底管道隆起屈曲段长度、隆起屈曲临界荷载和前屈曲荷载,并与已有结果进行了对比,表明:独立支撑缺陷对海底管道隆起屈曲临界荷载有显著的影响,验证了本文研究结果的可行性.     

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。     

基于路径规划算法的海底管道路由辅助选线技术

海底管道的路由选择会影响工程施工技术方案和总体投资，而目前海底管道路由选择多采用人工图上作业的方式，很大程度依赖于工程师个人的经验水平。同时，随着海域使用资源的日益重要和稀缺，海底管道路由选择也会对社会效益产生一定的影响。为提高路由选线的效率和精度，开发一套辅助选线技术，使用Dijkstra算法完成路由的初始搜索，结合Bresenham算法减少初始路由上的拐点同时降低长度，然后通过附加障碍物的方式完成管道路由的曲率修正。通过简化和实际算例验证，说明该技术可以找到满足曲率要求的、造价最小的平滑海底管道路由，实现了基于路径规划算法的海底管道路由辅助选线技术，为海底管道路由选择提供技术支持。     

某油田海底管道抗电磁干扰腐蚀研究

高压交直流输电工程对周边油气管道的杂散电流干扰问题是近年来国内外关注热点,大量现场案例和研究显示,交流电力电缆会对周边埋地油气管道产生电磁干扰,产生电化学腐蚀.同样,海底管道在一些特定的环境下,也会受到电磁干扰的影响,增加腐蚀风险.文章以渤海油田一条油气混输海底管道为研究对象,在穿越航道区域与海底电缆交叉并近距离并行布...