海底管道悬跨分析与不平整海床处理的推荐做法

针对不平整海床上悬跨对海底管道的影响进行了介绍,对静态悬跨和VIV悬跨的原理和计算方法做出了理论分析.对于超过管道临界跨长所对应的海床需要进行修整,给出了几种推荐的处理措施,同时考虑具体实施的安全与经济性,最终确定了一些工程中的设计原则.     

复杂地质条件下海底管道路由选择技术

海底管道是海洋油气田开发的重要组成部分,随着我国海洋油气田的大规模开采,海底管道在未来海洋石油工业链条中的纽带作用将越加突出。首先介绍海底管道路由选择面临的海床地质特征:海床不平整、冲刷、断层、液化等,其次介绍基于复杂地质条件海底管道路由选择流程和接受标准,最终阐述海底管道路由选择的设计方法。本文的研究成果既是对中国海区已运行项目的总结,也为我国南海深水油气田开发及拓展国外市场提供参考。     

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。     

腐蚀条件下的海底悬跨管道振动分析

为有效预测腐蚀条件下海底悬跨管道的涡激振动响应,基于Euler-Bernoulli梁理论和改进范德波尔尾流振子方程,引入裂纹梁的等效抗弯刚度,建立考虑腐蚀作用的海底悬跨管道涡激振动模型。运用该模型对海底悬跨管道进行振动分析,并将计算所得结果与通过有限元建立的腐蚀管道模型所得结果相对比,验证该模型的准确性。通过分析不同腐蚀深度下海底悬跨管道的涡激振动特性发现：考虑腐蚀作用的管道在固有频率、位移响应和应力响应等方面与完整管道差异较大,且随着腐蚀深度的增加,变化率逐渐增大;考虑腐蚀作用的管道在发生涡激振动时的不稳定性比未考虑腐蚀作用的悬跨管道更强。     

波浪作用下海底管道在位稳定性分析

基于Gao et al.(2002;2003)得到的描述波浪作用下海底管道在位失稳的Frb-Gb关系,本文提出一种改进的海底管道在位稳定性分析方法,并给出算例.与DnV管道稳定性设计方法不同,本分析方法考虑了"波浪-管道-砂质海床"之间的动力耦合作用.     

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。     

海底管道S型铺设偶然工况分析与对策

海底管道铺设过程的偶然工况分析是海底管道安装设计的重要内容,通过偶然工况分析可以充分识别铺管过程的潜在风险,为制定应急方案提供支持。采用OFFPIPE软件建立海底管道铺设模型,对陆丰7-2海底管道正常铺设和偶然工况进行了分析,结果表明蓝疆号铺管船具备铺设该海底管道的能力,并根据分析结果明确了偶然工况应急措施,为安全可靠地铺设海底管道提供了技术支持。     

悬跨管道功能载荷对涡激振动响应的影响(英文)

在海底悬跨管道安装和操作过程中会产生的高轴向力和高压力,功能载荷对管道涡激振动的影响小可忽略.本文首先基于Hamilton原理,推导并求解了简单支撑的输液张力管道自由运动方程,在此基础上利用DNv.RPl05规范评估悬跨涡激振动响应,对悬跨管道受不同功能载荷(特别是有效轴向力和内流流速)进行计算.结果显示功能载荷通过改变管道的固有频率来影响涡激振动响应,而且由于实际内流流速一般不高,其影响较有效轴向力要弱.结果可以为悬跨管道的许用长度选取提供参考.     

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.     

海底管道巡检船研发设计

简要介绍自主研发设计的"海底管道巡检船"船型的主要技术性能和技术特点。该船定位为国内首艘海底管道巡检船,搭载专业声学探测装置,抗风浪性能良好,能够持久巡线并应急响应,其各项功能均针对渤海海域海底管道运维需求进行设计,能够保障海底管道安全运营,排除隐患以避免或最大限度降低管道泄漏造成的损失。     

海底管道承受风险载荷作用研究

为保证海底管道在运营期间的安全性,需要对可能出现的风险载荷进行评估。首先依据行业规范界定海底管道失效等级;之后对不同类型海底管道对冲击能量的吸收能力进行详细分析;最后提出海底管道风险保护措施。随着我国海底管道建设的增多,研究海底管道风险载荷作用具有重大的学术意义和实际应用意义。     

深水铺管海域涌浪谱峰周期测试技术研究

深水海底管道铺设中,长周期涌浪频率与深水铺管船振动频率接近,易引发结构物与海上涌浪的耦合共振,导致工程风险甚至引起海上事故。文章提出了一种基于双目立体视觉原理的海上长周期涌浪谱峰周期现场测试方法,并针对我国某海域的深水长周期涌浪进行了海上测试,为铺管海域涌浪谱峰周期监测提供了新的方法与借鉴。     

用于海管泄漏监测系统的伴管铺缆方法

海底管道是石油运输的重要途径,一旦发生泄漏,就会造成重大的经济损失。因此,对其进行监测是很有必要的。但由于海洋环境的特殊性以及铺管工艺的影响,在海管上加装传感器一直是一个难以克服的问题。为了解决此问题,文章提出了一种伴管铺缆的工艺,该工艺已应用于渤海某平台的海管泄漏监测系统,并且填补了国内相关领域的空白,具有重大而深远的意义。     

国外海底管道局部屈曲研究综述

海底管道是海洋油气集输系统中最重要的组成部分之一,从铺设到服役都将承受多种载荷的作用,并可能发生局部屈曲且沿管道传播开来,由此造成严重的后果。海底管道的局部屈曲在管道安全性方面具有重要意义,已成为海底管道设计与评估中重要的内容。详细阐述了国外关于海底管道受外压、弯矩和轴力作用下的局部屈曲研究成果,论述了在单个载荷和多个载荷联合作用下的局部屈曲破坏机理,并提出了未来研究的建议。     

海底管线调查方法和资料处理

从海底管线的铺设方法和灾害类型入手,阐述了目前海管调查的基本方法和实施思路,对工程物探和潜水检测资料的处理过程进行了描述。     

海底水力输矿管固液两相流的数值模拟

文章对矿石颗粒采用离散元方法,对水粒子采用Fluent方法,并将两者耦合进行固、液耦合流在竖向弯管的流动特性分析,考察不同入口流速下流体的运动规律、矿石颗粒的运动规律及分布规律。结果表明:由于矿石颗粒堆积在管道底部,导致管道内顶部的水流速度大,底部的水流速度小,随着水流速度的降低,矿石颗粒的堆积效果也更加明显,但同时存在某一特定速度,使得其开采效率达到最大。     

一种卷筒式铺管法计算分析技术

卷筒式铺管法对于小管径海底管道铺设有着较大优势,可将海上船舶焊接施工的工作量转移至陆上完成。本文首先从铺设工艺角度进行说明,然后对卷筒式铺管的关键卷管计算进行理论分析和设计流程,最后重点针对南海深水项目的外输管道采用Apache公司船舶作为目标船舶,采用理论方法和Pipelay软件进行分析的计算模拟。通过计算模拟的过程,总结出卷筒式铺管法的计算分析技术。     

海底管线电缆检测与维修装置通道研制

海底管线电缆检测与维修装置是一种能潜入海底进行管线检测和维修的多功能、新型特种海上装备,主要由主船体、甲板室和通道三部分组成.文章主要对通道部分结构的设计进行研究论证.     

Dynamic simulation of subsea pipeline and trawl board pull-over interaction

This paper presents a novel strategy based on the finite element method for prediction of fishing gear interference loads on subsea pipelines. Trawl board pull-over interaction is addressed with emphasis on hydrodynamic load representation, handling of pipe-trawl contact and modeling of the trawl gear system. A validation study involving 34 model test runs was carried out for three trawl boards with variation of pipe span height, towing velocity, towing line stiffness and pipe support conditions. The simulated bias of the load impulse was found to be within a 10% margin of the model test measurements. Based on the validated numerical model a sensitivity analysis involving nearly 250 simulations was conducted. The interaction behavior was seen to be greatly influenced by the board-pipe friction coefficient, the tension level in the wire between board and trawl net, the towing line drag properties and the direction of over-trawling.