海底管道高强法兰与厚壁管焊接技术

JZ9-3沉箱工程中,海底管线立管与平管通过法兰连接.本文介绍了高强度法兰与穿舱壁管的焊接技术,通过五年多实际应用证明,所确定的焊接接头满足性能要求,为今后类似工作提供参考.     

管线法兰阻力损失及寿命优化设计研究

吹填管线在法兰端面的管阻会比管道内壁更大，但是大部分吹填工程中管线距离都在2 Km以内，所以管线法兰增加的管阻几乎可以忽略不计。但是在超长排距管线（5～10 km）中管线法兰累计管阻损失可能就无法忽略。本文采用数值模拟的方式对吹填管线中单个法兰所产生的阻力损失和磨损机制进行研究，对南通港小庙洪上延航道吹填工程中超长排距管线的法兰阻力损失进行计算。同时给出提升法兰使用寿命的设计方案，并在工程中进行应用。     

法兰测量仪误差建模分析

法兰测量仪是海底管线安装过程中的检测工具。法兰测量仪能够测量出海洋平台立管和海底管线的空间关系(两条异面直线的相对位置关系)。目前施工中应用的法兰测量仪在设计理念方面有一定的缺陷,影响了其测量精度。对于法兰测量仪的这一问题,对其进行数学建模(异面直线的位置关系),从理论上分析其数学模型的误差,对于法兰测量仪的改进以及误差补偿具有重要意义。     

海底埋设管线平管起吊运动分析

基于有限元软件OrcaFlex,充分考虑不规则波浪、海流、管土相互作用以及船舶管线耦合运动,建立海底埋设管线平管起吊模型。参考DNV-RP-F110计算埋深管道受到的土壤阻力,依据DNV-RP-C205确定相关水动力系数。通过数值模拟研究分析管线在平管起吊过程中管道的运动响应以及吊绳张力的时间历程变化,为实际海底管线平管起吊提供一定理论参考。     

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。     

海底子母管线在规则波作用下的数值研究

采用三步有限元法离散N-S方程,建立了数值波浪水槽模型。数值研究了规则波作用下海底子母管结构的水动力特性。对海底子母管线所受波浪力的数值结果与物模实验结果进行比较。基于该数值模型,还考察了不同的子母管间相对缝隙G/D(0.1,0.25,0.5,0.75)对海底子母管线水动力特性的影响。分析得到了不同G/D下海底子母管线的涡脱落特性以及管线水动力系数随G/D的变化规律。结果表明,数值结果和实验结果吻合较好,该数值波浪水槽模型可用来计算波浪作用在海底子母管线上的水动力。关于不同G/D,得到了2种不同的涡脱落模式,在G/D较小(0.1,0.25)时,为"反相同步脱落"模式,在G/D较大(0.5,0.75)时,为"同相同步脱落"模式。     

仿生防冲刷系统在埕岛油田中的应用

埕岛油田地处黄河口滩海交界地带,大面积区域冲刷造成海底管线出现悬空安全隐患.海底仿生防冲刷保护系统基于海洋仿生学原理,通过仿生海草的粘滞阻尼作用,降低海流流速,促进泥沙淤积,其应用于埕岛油田海底管线悬空治理具有显著的促淤埋管效果.介绍了该系统的特点、防冲刷作用机理以及应用效果,为河流及海底管线的防护提供参考.     

海底管线悬空振动的研究现状

海底管线管跨段的涡激振动,是引发海底管线疲劳失效的主要因素之一。介绍了管跨段的形成原因,总结国内外关于管跨段临界长度的计算方法,探讨了近年来对涡激振动问题理论及实验研究的研究现状,提出了在今后的管跨段研究中有待解决的问题。     

采用ANSYS 5.7的海底管线起吊过程非线性有限元静力分析

海底管线安装过程中经常采用对接起吊法,在这一过程中管线应力状态较复杂,管线的变形属于大位移几何非线性变形,同时还要考虑管线的双层结构.本文采用有限元分析软件ANSYS5.7模拟管线的起吊过程,采用ANSYS5.7提供的点点接触单元(Contact 52),浸没管单元(Pipe59),直管单元(Pipe16)对管线起吊过程进行接触非线性和几何非线性有限元分析,得到了较为满意和直观的结果.计算结果可以给出指定起吊高度情况下的管线内管、外管的应力分布以及管线和海底泥面接触点的位置,进而可以校核起吊过程中管线内、外管的强度和稳定性是否满足要求.为海底管线起吊对接计算提供了一种新的思路和方法.     

海底管线路由探测方法研究

根据海底管线路由的特点,使用GPS、侧扫声呐、浅地层剖面仪、多波束系统、磁力仪探测海底管线的埋设情况,提出管线探测流程,绘制管线剖面图。     

交叉海底管道探测方法研究

随着海洋石油工业的迅速发展,铺设于海底的管道及电缆数量迅速增加,海底管缆交叉现象日益频繁。海底管缆交叉现象给安全生产和环保带来极大的隐患。及时了解交叉海底管缆的位置、状态等信息,为交叉海底管缆的维护提供科学是交叉海底管线探测工作的首要任务。本文根据大量工程经验,对交叉海底管道探测技术及实施方法进行了归纳总结,结合实例数据,对各探测方法适用性进行了总结。本文工作对提高交叉海底管线探测效率具有重要意义。     

深水抛石管强度研究

水下抛石作为一种海底管道保护措施之一,在国内外海洋石油开发中已得到广泛应用,现已由浅水应用到深水。文章的研究目标落管抛石船为深水精确抛石作业船型,文章研究了深水抛石作业系统,确定总体落管抛石作业工艺流程,计算出系统中抛石管线的强度,比较了不同航速、水深下抛石管线的强度。后又研究了落管抛石水下机器人(ROV)在管线强度计算中产生的影响与作用,最终确定了这类船型在不同作业水深下的最大航速预报方法。     

深水抛石管强度分析与研究

水下抛石作为一种海底管道保护措施之一,在国内外海洋石油开发中已得到广泛应用,现已由浅水应用到深水。本文的研究目标落管抛石船为深水精确抛石作业船型,文章研究了深水抛石作业系统,确定总体落管抛石作业工艺流程,计算出系统中抛石管线的强度,比较了不同航速、水深下抛石管线的强度。后又研究了落管抛石水下机器人（ROV）在管线强度计算中产生的影响与作用,最终确定了这类船型在不同作业水深下的最大航速预报方法。     

含有腐蚀缺陷海底管线失效压力研究

腐蚀是引起海底管线破坏的一种重要原因.采用非线性有限元方法,对含有腐蚀缺陷的海底管线进行了内压作用下的极限承载力分析.研究了腐蚀长度、深度、宽度、径厚比对海底管线的破坏机理和对失效压力的影响,提出了含有腐蚀缺陷的受内压作用的海底管线失效压力计算公式.与试验结果及各种规范和方法进行了对比,证明该方法是有效的,为腐蚀海底管线的评估提供了依据.     

高精度磁法用于海底深埋管线探测

海底常规管线的探测已有很多成功实践经验,但是对于海底深埋管线(埋深5 m)的探测,目前还处于摸索探讨阶段。本文详细介绍了采用高精度磁法探测上海某保滩工程中两根深埋钢筋混凝土引水管的实例,包括工作原理、方法技术、应用效果等。经钻探验证,高精度磁法能准确的探测出海底深埋钢筋混凝土管线,为同类工程提供技术参考。     

地震断层上海底管线的适应能力研究

地震断裂带作用是埋地管线的主要破坏原因,海底管线的抗断裂带能力分析和计算仍然是工程设计中的一个薄弱环节.本文在充分考虑海底管线埋设环境特点及其在地震断裂带的受力状况下,给出了海底管线的抗断裂带错动适应能力校核公式,并结合一工程实例的计算和分析,说明海底管线的断层适应能量要明显高于陆地管线.最后结合理论分析,给出提高海底管线断裂带上适应能力的工程建议.本文的研究结果对加强海底管线的抗震设计能力,提高对海底管线的抗震适应能力的认识,指导海底管线工程施工都具有重要意义.     

海底管线抗震设计方法研究

现用海底管线的地震应力计算方法存在着计算应力过大、管线几何参数和埋设深度对计算结果几乎没有影响等问题,研究在考虑了海底管线实际埋设环境的基础上,通过计算发现在设计地震条件下,管土之间的约束实际上已进入了塑性滑移状态.结合理论分析,给出了考虑地震时管线周围约束土壤进入塑性滑移状态后的极限地震应力计算方法,来计算海底埋设管线在地震作用下所产生的最大地震应力.并用该新方法分析了一实际管线工程的地震应力,通过与现用方法计算结果的比较,证明该方法克服了现用设计方法仅考虑管土之间为弹性约束、管线几何尺寸对抗震设计影响很小等问题,有效反映了实际铺设环境对海底管线地震应力的作用.最后通过新的应力计算法,结合工程实例计算,进一步明确了管线几何参数和埋设深度对极限地震应力的影响规律,为准确计算海底管线的地震应力、制定海底管线抗震规范、进行在役海底管线的地震风险评估和寿命预测奠定了基础.     

船舶运动对管线受力特性的影响

针对深海采矿船矿物水力输送时管线在船舶运动作用下的受力问题,建立了管线和管内流体的耦合模型。综合考虑船舶运动及管内部流体耦合作用的影响,分析了不同工况下管线的变形、应力及支座反力。计算结果表明:受船舶运动的影响,在某些工况下管内流体载荷对管线的作用力有一定程度的加强。在管线设计时需重点考虑惯性力和重力叠加的工况。这项研究可为船舶上管线、支座、接头、法兰等的设计提供参考。     

基于CATIA对海底门的参数化设计

本文以海底门为对象,针对其三维模型应用场景单一,调整繁琐等问题,基于CATIA知识工程,对海底门相关结构进行参数化设计,获得了能够适用于海底门各种舱体,并可以提供给用户自定义选择的海底门工程模板。该工程模板可以根据用户提供的海水门舱体,自动把海水短管、法兰基座、肘板、格栅、防海生物装置以及吹洗管一同复现在输入的舱体上。用户可以依据实际情况自由的修改海水流量、海水流速、法兰基座类型与公称压力、格栅类型与规格以及流通面积比等参数。除此之外,用户可以自定义海水门各个结构的安装位置,并可以对肘板进行旋转。     

海底管线多管捆绑法施工工艺

本文主要介绍安哥拉国家石油公司油码头海底管线多管捆绑法施工工艺。