埕岛油田海底管道修复施工技术探讨

考虑到胜利油田埕岛海域海底管线的修复及维护施工难度大,分析埕岛油田浅海区域内海底管道漏点、外管变形及断裂的修复方法,同时对修复的施工工艺进行探讨。     

海底悬跨管道在内流影响下的动力响应研究

海底管道是海洋油气工程的重要组成部分.如何保障海底管道的安全是设计和研究人员十分关心的问题之一.本文结合工程实际情况,应用有限元数值模型的耦合计算探讨了内流对海底悬跨管道动力响应的影响.针对水平输油悬跨管道,采用三维弹性动力学方程模拟管道,内部流体采用层流模型.通过在流固边界上反复迭代,进行管道及其内部流体系统的三维流固全耦合计算,得到管流耦合系统的固有频率,并与其它频率计算方法的计算结果进行了比较.同时对冲击载荷和波浪载荷作用下,不同流速内流对海底管道动力响应的影响进行了计算和比较分析.     

原位内涂敷技术在埕岛油田海底管道上的应用

考虑到应用原位内涂敷技术可以对铺设好的管道进行内壁防腐涂层涂敷,达到减少腐蚀、保护管线、延长管线寿命的目的,对埕岛油田已建成的海底管道采用原位内涂敷技术施工工艺,指出施工中应该注意的几个问题.     

海底管道悬跨段的近壁圆柱绕流分析

海底管道靠近海床表面处受海流冲刷,管道与海床表面产生一定间隙,该间隙与管道直径的比值定义为间隙比。通过数值模拟和物理模型试验,研究间隙比对管道绕流的水动力特性的影响。物理模型试验中,六分力天平测得管道的阻力和升力,数值模拟研究管道尾流流态和旋涡发放频率。结果表明:间隙比低于某临界值时,海床的存在阻碍了剪切层与层外流动间的相互作用,抑制层内涡量的传递,下游旋涡得不到充分发展,发放频率有所降低;海床壁面加剧管道两侧压力分布不均匀,压力差增加,因而管道阻力和升力增大;间隙比高于某临界值时,海床的抑制作用逐渐削弱,旋涡脱落趋于规则,海床未对绕流产生较大影响,管道受力随之趋于稳定。该研究可为海流冲刷引起的海底管道悬跨现象的安全设计提供理论指导。     

海底多段悬跨管道涡激振动特性分析

深海海底多跨管道相比于单跨,其涡激振动行为却更为复杂。文章考虑了两端跨肩和中间支撑处的管—土作用边界条件,提出了多跨管道涡激振动预报模型,标定了模型参数,并重点分析了跨肩边界条件、中间支撑条件和悬跨长度对管道涡激振动特性的影响。结果表明:较大的两端边界处扭转弹簧弹性系数、较大的中间支撑处扭转和拉伸弹簧弹性系数和较短的悬跨长度,会限制管道结构高阶模态的激发,同时还发现了振动能量会在相邻管跨之间传递的现象。     

海底电缆铺设回泥面的水动力分析

针对实际电缆铺设工程成本过大及耗时太长的问题,基于理论分析和数值模拟对文昌海底电缆铺设回泥面进行比较分析。通过水动力分析软件Orca Flex建立电缆铺设的数值模型,重点讨论吊缆的吊放长度和施工船舶在不同阶段的航行速度对电缆安全性能的影响,根据电缆的最大有效张力和最小弯曲半径对电缆铺设提出相应的建议,得到的结论对实际工程有一定的参考价值。     

高桩码头整体现浇悬臂面板动力响应分析

高桩码头是最常用的码头结构形式之一。码头调查发现伸缩缝处整体现浇悬臂面板开裂现象十分普遍且开裂程度严重。分析悬臂面板开裂原因及其加固对策研究对码头结构安全有重要意义。文章依托天津港某典型高桩码头,结合其实际运营和荷载情况,对悬臂板在流动荷载作用下进行了动力响应分析。结果表明流动荷载是导致其开裂的主要原因。针对开裂原因相应提出采用增垫钢板的方式对整体现浇悬臂面板进行原地加固改造。数值模拟计算表明,局部增设垫钢板的方法可有效改善悬臂板的开裂状况。     

稳定流作用下海底悬跨管线涡激振动研究

讨论了目前用于海底悬跨管线涡激振动预报的主要数值模型,针对海底管线悬跨段涡激振动问题编制了有限元分析程序,程序采用梁单元模拟管跨结构,动力响应计算方法采用VIVANA模型,模型控制方程采用Newton-Raphson迭代算法求解。采用Larsen,Koushan等人(2002)和Larsen,Baarholm等人(2004)给出的两组不同的用于确定升力曲线的参数曲线进行计算,将计算结果与Tsahalis(1984,1987)的模型实验结果进行了比较。结果表明本文的涡激振动模型能够预报间隙比e/D=∞时海底悬跨管线的涡激振动响应;采用Larsen,Koushan等人(2002)参数曲线得到的计算结果与间隙比e/D=∞时的实验结果符合较好,Larsen,Koushan等人(2002)参数曲线较Larsen,Baarholm等人(2004)参数曲线更适合于海底悬跨管线的涡激振动预报。     

绕海底管线悬空段肩部的三维湍流结构的数值研究

用三维有限元方法模拟了恒定来流绕悬空的海底管线与海床相交处,即管线悬空段肩部的三维流动情况.基于管线直径和来流流速的Re数为5×105.应用Smagrinsky亚格子模型来封闭湍流方程.通过对数值研究结果的可视化处理,由涡量幅值的三维等值面可见,绕悬空段肩部在管线上游形成了一条涡管,它的一端绕过半埋于海床的管线段的顶部,另一端延伸至悬空管线上游的海床上;而由对称张量S2+Ω2(S和Ω的分别为速度梯度张量的对称和反对称分量)的特征值定义的涡核可进一步显示三维流动结构的细节.本文的研究为利用数值模型进一步研究海底管线周围局部冲刷沿管线轴向发展打下了初步的基础.     

载人深潜器接近海底结构物时水动力变化特性研究

采用数值模拟和试验相结合的方法对某型载人深潜器水下接近海底结构物时的水动力变化规律进行了研究,验证了数值方法的可靠性,通过数值模拟对物理试验的外延,得到了许多重要的水动力的变化规律,对载人深潜器操纵性能预报具有参考价值,对水下物体间的协同工作具有一定的指导意义。     

海底管道提吊方法分析

在浅海海域的管道铺设过程中,有时需要将置于海底的管道提吊至船舶甲板上进行焊接。在这个过程中管道端部承受较大的弯矩作用,极易造成管道的破损。根据大挠度梁理论建立了海洋管道的微分平衡方程,对管道单点S型提吊的力学性能进行了研究。针对管道线型呈现S型曲线时端点弯矩过大的问题,提出了两点提吊方案,并利用打靶法对中间吊点配置方案以及两点提吊时管道的力学性质进行了求解。通过算例与ANSYS计算结果的比较,验证了本文方法的可靠性。     

埕岛油田单井计量的发展方向

介绍了埕岛油田单井计量的发展历程,阐述了多相流量计的计量原理及方法,基于对国内外常用的多相流量计的介绍.确认不分高多相计量是埕岛油田单井计量发展的必然趋势.     

海底管道在位强度分析

海底管道是海上油气田生产设施的重要组成部分，是保证油气田正常运转的生命线。海底管道在位强度分析对研究其破坏机理及进行安全评估非常重要。基于DNV2000海底管道设计规范和相关文献，根据波浪流等环境参数、管道参数和海床土壤参数之间的关系，并结合相关理论知识，着重阐述了管道在位强度分析的计算原理。最后通过工程实例计算，完成了海底管道结构的在位强度分析及极限状态校核。     

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．     

胜利浅海埕岛油田注水井测试技术

本文针对胜利浅海埕岛油田注水井分层流量测试与验封工艺,介绍了液力投捞与钢丝投捞测试技术及资料解释方法,并对现有水井流量测试技术及其配套工具的合理性进行了进一步探讨,以使流量测试技术更加合理,确保更高的测试成功率,更好地满足埕岛油田对分层注水工艺的要求.     

机械防砂与分层采油一体化技术在埕岛油田的应用前景

埕岛油田馆陶组地层储层物性较好,但储层非均质较严重,开发初期,采用多层合采造成层间干扰,影响了开发效果.本文针对埕岛油田的地质情况,分析了该油田在防砂和采油两方面存在的主要问题,提出了相应的解决方案-即推广应用机械防砂与分层采油一体化技术,介绍了机械防砂和分层采油技术的工艺原理,预测了该技术方案实施后的效果.     

在役双层海底管道试压难点分析

针对生产期间的双层海管试压工期长、油田关停损失大的特点,分析双层管对海床的传热机理中的对环境敏感因素,基于DNV-OS-F101规范要求,以初期的不稳定传热数据替代常规的稳态传热数据,对比理论计算与实测数据差异,用以判断海管是否发生渗漏,结果表明,油田的关停损失大幅减少,可供需要试压的在役双层海管管理参考。     

海底管道损伤处的修复方法

本文简要分析了海底管道的各种损伤原因,简述了损坏形式及相应的修复方法.海底管道修复可以分为水面焊接修复和水下修复,其中水下修复又有水下干式高压焊接修复,机械联接器修复、水下机械式三通修复、水下环氧树脂套筒修复、法兰修复和外卡修复等修复方法.对这几种修复方法的修复过程以及各自优缺点进行了详述.