海底管道工程（第2版）

第1章 緒論

1.1 目的

1.2 本書是如何組織的

1.3 歷史背景

第2章 選線

2.1 概述

2.2 物理因素

2.3 與其他海床使用者之間的關系

2.4 環(huán)境和政治因素

2.5 案例研究

第3章 碳錳鋼

3.1 概述

3.2 管道采購

3.3 材料性能

3.4 管道生產(chǎn)

3.5 制管

3.6 管道參數(shù)

3.7 規(guī)格清單

第4章 提高耐腐蝕性能

4.1 概述

4.2 提高耐腐蝕性的方法

4.3 適用的耐腐蝕合金

4.4 耐腐蝕合金管道制造

4.5 內(nèi)復合管的焊接

4.6 耐腐蝕性評估

4.7 外保護層

4.8 造價對比

第5章 焊接

5.1 概述

5.2 焊接工藝

5.3 焊接作業(yè)準備

5.4 焊接次序

5.5 人工、半自動和自動焊接

5.6 焊縫組成

5.7 焊接強化機理

5.8 熱影響區(qū)

5.9 焊縫缺陷

5.10 管鋼的可焊性

5.11 焊接材料組成和涂層

5.12 雙相不銹鋼的焊接

5.13 復合管的焊接

5.14 焊接檢驗

5.15 焊縫優(yōu)先腐蝕

5.16 下游焊縫腐蝕

5.17 不完全穿透

5.18 未來可用的焊接技術

5.19 水下焊接

5.20 服役中管道的焊接

5.21 堆焊

第6章 柔性和復合管線

6.1 概述

6.2 制造

6.3 內(nèi)腐蝕

6.4 酸性服役

6.5 外部腐蝕

6.6 柔性管的失效模式

6.7 柔l生管的檢測

6.8 復合管線

第7章 內(nèi)腐蝕與防腐

7.1 概述

7.2 腐蝕機理

7.3 甜性腐蝕

7.4 輸油管線中的腐蝕

7.5 輸油管線中流動對腐蝕的影響

7.6 輸油管線中的固體

7.7 輸氣管線中的腐蝕

7.8 輸氣管線中流動的影響

7.9 酸性腐蝕

7.10 注水管道

7.11 腐蝕抑制

7.12 微生物腐蝕

第8章 外腐蝕、防腐層、陰極保護以及混凝土防護層

8.1 外腐蝕

8.2 外涂層

8.3 陰極保護

8.4 混凝土配重層

8.5 隔熱

第9章 管道水力學

9.1 概述

9.2 牛頓流體的單相流動

9.3 計算示例

9.4 熱傳遞和流體溫度

9.5 水合物

9.6 多相流

第10章 強度

10.1 概述

10.2 抗內(nèi)壓設計

10.3 抗外壓設計

10.4 縱向應力

10.5 彎曲

10.6 凹痕

10.7 沖擊

第11章 穩(wěn)定性

11.1 概述

11.2 設計海流

1l.3 設計波浪

11.4 流體動力

11.5 橫向阻力

11.6 穩(wěn)定性設計

11.7 與海底不穩(wěn)定性的相互作用

第12章 海底管道鋪設

12.1 概述

12.2 前導鋪管船法

12.3 卷筒鋪管船法

12.4 牽引

12.5 溝渠鋪設

第13章 管道接岸

13.1 概述

13.2 海岸環(huán)境

13.3 現(xiàn)場勘查

13.4 海灘穿越

13.5 水平鉆

13.6 巖石海岸

13.7 隧道

13.8潮灘

第14章 上浮屈曲、側(cè)向屈曲及懸空

14.1 概述

14.2 上浮屈曲

14.3 上浮屈曲和側(cè)向屈曲的驅(qū)動力

14.4 上浮運動分析

14.5 可用于防止屈曲的措施

14.6 屈曲發(fā)生后的改進方法

14.7 側(cè)向屈曲

14.8懸空形成

14.9渦流產(chǎn)生的振動

14.1 0過應力

14.1 l管道鉤掛

14.1 2懸空修正

第15章 內(nèi)部檢測和腐蝕監(jiān)測

15.1 概述

15.2 接入

15.3 檢測技術

15.4 清管器

15.5 腐蝕監(jiān)測：侵入技術

15.6 腐蝕監(jiān)測：非侵入技術

15.7 流體樣品

第16章 風險、事故及維修

16.1 概述

16.2 失效事故

16.3 可靠性理論

16.4 風險最小化：完整性管理

16.5 維修

第17章 退役

17.1 概述

17.2 法律和政治背景

17.3 其他方法

第18章 未來發(fā)展

18.1 概述

18.2 設計

18.3 材料

18.4 連接

18.5 鋪設

18.6 維修保養(yǎng)

附錄A 詞匯表

附錄B 規(guī)范和標準

B.1 背景

B.2 可用規(guī)范的基本原理

B.3 極限狀態(tài)概念的影響

B.4 風險

B.5 二級結(jié)構(gòu)可靠性分析的影響

附錄C 單位

C.1 簡介

C.2 長度

C.3 體積

C.4 力

C.5 壓力

C.6 密度2100433B

《國外油氣勘探開發(fā)新進展叢書：海底管道工程（第2版）》闡述了海底管道的選線和規(guī)劃、設計、鋪設、安裝、材料及其腐蝕、檢測、焊接、維修、風險評估、相關設計標準和規(guī)范等內(nèi)容，并且對管道水力計算、強度、穩(wěn)定性、斷裂、向上和側(cè)向彎曲以及管道退役等進行了詳細論述。

《國外油氣勘探開發(fā)新進展叢書：海底管道工程（第2版）》可供從事海底管道工程設計、施工的技術人員和管理人員使用，也可供高等院校相關專業(yè)師生參考使用。

《國外油氣勘探開發(fā)新進展叢書：海底管道工程（第2版）》共18章，涵蓋了海底管道工程相關各領域的內(nèi)容，包含海底管道歷史，管道路線和材料的選擇，管道直徑和壁厚的確定，管道內(nèi)外腐蝕機理及防腐保護措施，焊接操作，管道水力計算，管道強度和穩(wěn)定性設計，管道鋪設方法，管道屈曲和懸空，管道檢測，維修準則及相關案例介紹、管道退役、未來發(fā)展等。

《海底油氣管道工程》為《海洋石油建筑工程叢書》之一?？晒┖Ｑ笫推髽I(yè)科研技術人員及高等院校有關專業(yè)師生參考。 本書共分十章和兩個附錄。正文各章主要介紹海上油田油氣集輸與貯運工作的規(guī)劃；海底油氣管道工程的設計與計算—工藝設計，強度與穩(wěn)定設計，波浪、潮流作用下的受力分析和穩(wěn)定性設計，抗震設計以及海底管道立管設計等；海底管道的敷設及其應力分析和海底管道的施工、安裝技術等。附錄為實際的海底管道系統(tǒng)的工程設計。此外，在有關章節(jié)中還附有計算實例和圖表，以供工程設計、施工和教學中參考。

海底勘探是指為探明資源的種類、儲量和分布對海底資源，尤其是海底礦產(chǎn)資源，進行的取樣、觀察和調(diào)查的過程。海底礦產(chǎn)資源豐富，從海岸到大洋均有分布，如全球海底石油儲藏量約為世界已探明石油儲量的兩倍，深海錳結(jié)核和海底熱液礦床等儲量也很巨大，都有待于勘探和開發(fā)利用。

譯者的話

原書序一

原書序二

原書序三

原書前言

第1章海底光纜通信介紹

1.1引言

1.2海底通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.3太比特海底光通信技術

1.4近期和未來的發(fā)展

1.4.1海底光纜的近期發(fā)展

1.4.2海底系統(tǒng)的未來發(fā)展

參考文獻

第2章海底通信系統(tǒng)的歷史回顧

2.1引言

2.2海底電纜電報時代

2.2.1早期電報時代（1800—1850年）

2.2.2英國海底電纜時代（1850—1872年）

2.2.3全球網(wǎng)絡（1872—1920年）

2.2.4電纜和無線電的競爭（1920—1960年）

2.2.5技術和經(jīng)濟因素

2.3海底同軸電纜電話時代

2.3.1早期海底電話電纜嘗試

2.3.2第一代海底同軸電纜（1950—1961年）

2.3.3第二代海底同軸電纜（1960—1970年）

2.3.4寬帶海底電纜（1970—1988年）

2.3.5技術和經(jīng)濟因素

2.4海底光纜時代

2.4.1從模擬到數(shù)字化（1976—1988年）

2.4.2再生海底光纜系統(tǒng)和聯(lián)盟組織（1986—1995年）

2.4.3光放大和波分復用技術（1995—2000年）

2.4.4相干光通信技術的時代及其發(fā)展（2010至今）

2.4.5新市場和經(jīng)濟影響

2.4.6布纜船和敷設作業(yè)

2.5小結(jié)

參考文獻

第3章非相干和相干數(shù)字光纖通信的基本原理

3.1引言

3.2光纖信道

3.2.1光纖帶寬

3.2.2光纖信道容量

3.2.3二進制光信道和符號概率

3.3調(diào)制格式

3.3.1待調(diào)制參數(shù)

3.3.2調(diào)制信號的光功率譜

3.3.3調(diào)制信號基帶功率譜的一般表達式

3.3.4開關鍵控調(diào)制方式

3.3.5純相位調(diào)制

3.3.6正交振幅調(diào)制

3.4噪聲及信號與噪聲的相互作用

3.4.1光信噪比和噪聲指數(shù)

3.4.2光電檢測器靈敏度和光電信號轉(zhuǎn)換

3.4.3基礎量子噪聲

3.4.4光放大噪聲

3.4.5增益和衰減分布的影響

3.4.6光噪累積

3.4.7信號和噪聲相互作用

3.4.8附加電噪聲

3.5直接檢測（非相干）光通信

3.5.1定義

3.5.2理想散粒噪聲限制接收機

3.5.3較小熱噪限制檢測的放大器

3.5.4前置放大光信號的檢測

3.6相干光通信

3.6.1相干接收機原理

3.6.2單正交測量和平衡零差檢測

3.6.3采用雙平衡外差檢測進行雙正交測量

參考文獻

第4章光放大

4.1引言

4.2EDFA放大原理

4.2.1基本原理

4.2.2玻璃基質(zhì)的影響

4.2.3EDFA的基本特性

4.2.4基態(tài)模型

4.2.5典型受限摻鉺模型

4.2.6光纖參數(shù)

4.2.7動態(tài)性能

4.2.8噪聲特性

4.3海纜系統(tǒng)的特性

4.3.1高噪聲性能設計

4.3.2偏振相關的損耗

4.3.3摻鉺光纖中的光偏振效應

4.3.4泵浦偏振對PDG的影響

4.3.5光譜燒孔

4.3.6光譜燒孔的建模

4.4長距離應用EDFA的優(yōu)化

4.4.1暗纖運行

4.4.2WDM輸入信號譜運行

4.4.3增益帶寬

4.4.4玻璃成分

4.4.5增益漂移對輸出OSNR的影響

4.4.6增益均衡

4.5工程特性

4.5.1功率消耗

4.5.2泵浦技術

4.5.3海底工程的特殊性

4.6L波段EDFA的應用

4.6.1系統(tǒng)性能

4.6.2現(xiàn)場實際應用問題

4.6.3C L波段系統(tǒng)

4.6.4高效C L結(jié)構(gòu)

4.7拉曼放大的實現(xiàn)

4.7.1拉曼放大的原理

4.7.2EDFA預放大的實際應用

4.7.3全拉曼放大的海纜鏈路

4.7.4無中繼系統(tǒng)中的拉曼應用

4.8未來放大技術展望

參考文獻

第5章超長距離海底傳輸

5.1引言

5.2色散效應和非線性效應

5.2.1傳輸限制、衰減、色散和偏振模色散

5.2.2光纖基礎設施

5.3調(diào)制格式和相干接收機

5.3.1調(diào)制格式

5.3.2相干接收機說明

5.4長距離傳輸系統(tǒng)的主要特性

5.4.1技術挑戰(zhàn)：高容量單位光纖

5.4.2光信噪比

5.4.3傳輸損傷

5.4.4中繼器監(jiān)控

5.4.5功率預算表和典型中繼距離

5.5增益均衡

5.5.1功率預加重

5.5.2固定增益均衡器

5.5.3可調(diào)增益均衡器

5.5.4非最佳增益均衡的影響

5.6傳輸系統(tǒng)

5.6.1試驗裝置

5.6.2NZDSF傳輸試驗

5.6.3 D/-D傳輸試驗

5.6.4相干技術在40Gbit/s色散管理鏈路的首次部署（NZDSF及 D/-D）

5.6.5 D光纖傳輸試驗

5.7下一代海底系統(tǒng)

5.7.1光譜整形

5.7.2正交幅度調(diào)制（QAM）格式

5.7.34D和ND格式

5.7.4香農(nóng)極限

5.7.5基于DSP的非線性抑制

5.7.6實驗室記錄的試驗和技術

5.7.7空分復用技術，未來的方向？

參考文獻

第6章超長距離海底網(wǎng)絡中傳輸損傷的補償技術

6.1引言

6.2超長距離海底系統(tǒng)線性效應的補償

6.2.1光域內(nèi)色散效應的補償

6.2.2數(shù)字相干系統(tǒng)中色散效應的補償

6.3超長距離海底系統(tǒng)非線性效應的補償

6.3.1補償光纖非線性效應的光學技術

6.3.2補償光纖非線性效應的數(shù)字技術：數(shù)字反向傳輸

6.3.3補償光纖非線性效應的其他數(shù)字信號處理技術

參考文獻

第7章無中繼傳輸

7.1引言

7.2歷史和近期發(fā)展

7.2.1信道速率的增加

7.2.2信道數(shù)量的增加

7.2.3大有效面積的線路光纖

7.2.4擴展無中繼距離

7.3應用

7.4無中繼系統(tǒng)技術

7.4.1無中繼傳輸?shù)幕A

7.4.2拉曼放大

7.4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7.5光損傷及其限制

7.5.1線性效應造成的限制

7.5.2非線性效應造成的限制

7.6系統(tǒng)實現(xiàn)時要考慮的問題

7.6.1光連接器和光纖損耗

7.6.2遠程泵浦光放大器的位置和設計

7.7標準

7.7.1適用標準

7.7.2激光器安全

7.8主要的實驗室演示系統(tǒng)

7.9商業(yè)無中繼系統(tǒng)

7.10展望

參考文獻

第8章海底光纜的新應用

8.1引言

8.2海底光纜其他應用的歷史及起源

8.2.1海軍水聽器陣列

8.2.2地震監(jiān)測

8.2.3重用報廢海纜

8.2.4沿海觀測站

8.2.5其他科學應用

8.2.6油氣生產(chǎn)平臺

8.3纜系海洋科學觀測系統(tǒng)

8.3.1科研目標

8.3.2設計原則

8.3.3沿海觀測站

8.3.4區(qū)域觀測站

8.4海上油氣通信系統(tǒng)

8.4.1優(yōu)勢和商業(yè)目的

8.4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

8.4.3電力安全

8.4.4平臺連接

8.4.5海上作業(yè)

8.4.6操作與維護

8.5海上油氣監(jiān)控系統(tǒng)

8.6油氣開采海底控制系統(tǒng)

8.7油氣通信科研混合系統(tǒng)

8.8“綠色”系統(tǒng)

8.9軍事應用

8.10展望未來

參考文獻