仿生水草在海底管道懸空防護(hù)中的應(yīng)用

2005年10月　　　中國船檢68 　　　　海底管道是海上油田生產(chǎn)系統(tǒng)中的 一個重要組成部分，維護(hù)海底管道的安 全是保證安全生產(chǎn)和保護(hù)海洋環(huán)境的重 要環(huán)節(jié)。由于埕島灘海油田地處黃河入 ?？跒┖＝唤绲貛?，地貌條件十分復(fù) 雜，在強(qiáng)烈的水動力因素與不穩(wěn)定的海 底條件作用下，平臺及海底管道附近海 床遭到強(qiáng)烈沖蝕，使平臺附近與立管連 接的海底管道出現(xiàn)懸空現(xiàn)象。裸露懸空 的海底管道在海流及海浪的沖刷下，產(chǎn) 生渦激共振，一旦這種振動引起的動應(yīng) 力超過疲勞極限，管道就會在懸空最嚴(yán) 重的部分（立管底部）產(chǎn)生應(yīng)力集中以 至產(chǎn)生疲勞裂紋。當(dāng)海底管道局部位置 超過一定的屈服極限，就極有可能斷 裂，引發(fā)原油外漏等海上重大污染事 故，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失也會產(chǎn)生惡劣的 社會影響。因此，對灘海油田出現(xiàn)的海 底管道懸空進(jìn)行隱患治理迫在眉睫。 海底管道的現(xiàn)狀及成因分析 　　　　經(jīng)過對埕島油田已

對埕島油田海底管道沖刷懸空的機(jī)理進(jìn)行了理論分析及模型試驗,給出了海底管道在水流作用下發(fā)生共振時實際最大允許懸空長度的范圍,并在此基礎(chǔ)上對拋砂袋結(jié)合混凝土塊覆蓋法、水下短樁支承法和撓性軟管跨接法等治理對策進(jìn)行了對比。提出應(yīng)采取改進(jìn)常規(guī)的挖溝埋管工藝、實行定期檢查和測量海底管道懸空長度范圍等治理措施,尤其對已投產(chǎn)和新建的海底管線懸空問題的治理,建議應(yīng)分別采用水下短樁支撐法和防生物覆蓋或撓性軟管跨接法

海底管道腐蝕分析與防護(hù)研究 摘要:對油氣集輸管道在海洋環(huán)境中存在的內(nèi)、外腐蝕的機(jī)理及其影響因素進(jìn)行 了分析,在此基礎(chǔ)上對海洋環(huán)境中油氣集輸管道的用材、防腐涂層的使用以及目 前腐蝕防護(hù)措施存在的問題進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞:油氣管道;海洋;腐蝕;防護(hù) 前言 1958年,我國建成克拉瑪依至獨山子的輸油管道,拉開了管道建設(shè)的序幕。 此后,全國各地相繼建成了數(shù)萬公里的陸上原油管道和干線輸氣管道、數(shù)千公里 的成品油管道及海底油氣輸送管道,形成了一個龐大的管道運輸網(wǎng)。目前,我國石 油、天然氣資源的輸送主要依靠管道來實現(xiàn),管材一般為鋼制螺旋焊管。由于管 道穿越的地段地形復(fù)雜,所處環(huán)境不僅在空間上不同,而且還會隨時間的變化遭 受各種介質(zhì)的侵蝕。架空管道易受大氣腐蝕,土壤或水中的管道則要遭受土壤腐 蝕、細(xì)菌腐蝕和雜散電流腐蝕。 近10年來,這些管道的泄漏事故中有28

淺地層剖面探測是海洋工程勘察的主要手段之一。闡述了淺地層剖面儀的工作原理,通過淺地層剖面儀在廣州華德石化海底輸油管道檢測中的實際應(yīng)用情況,分析淺地層剖面儀在工程區(qū)域內(nèi)使用的優(yōu)缺點,以期為今后該區(qū)域內(nèi)工程勘察及管線檢測工作起到一點參考作用。

隨著海洋石油開發(fā)的不斷深入,海底管線泄油事件也日益增多,給海洋環(huán)境造成很大的污染并給國家造成很大的損失,而且一旦事故發(fā)生后如何盡快采取有效的治理措施,也對最大限度的減少海洋環(huán)境的污染起著至關(guān)重要的作用。結(jié)合國際上管道漏點修復(fù)的成功案例,重點介紹沉箱法在灘海和灘涂海域海底管道修復(fù)中的運用,以期達(dá)到充分推廣和進(jìn)一步提高完善的目的。

受管道處海床的沖刷,立管與水平管道連接處常出現(xiàn)管道懸空,嚴(yán)重影響海底管道的安全運行。當(dāng)管道懸空段較長時,抵抗變形的能力變?nèi)?在管道自身和外部載荷等因素的綜合作用下易發(fā)生破壞,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。在研究中基于土壤的winkler線性理論,把管道與地基的相互作用用等距離的相同彈簧來代替;考慮軸向力、內(nèi)壓、外流和土壤剛度系數(shù)等因素的作用,根據(jù)hamilton原理,建立振動微分方程;利用ansys有限元對三維海底懸空管道進(jìn)行數(shù)值模擬和振動特性研究,分析軸向力、內(nèi)壓、外流和土壤剛度等因素對海底懸空管道振動特性的影響,計算出懸空管道的固有頻率和臨界長度。

海底管道

在對海底管道進(jìn)行維修之前,通常需要清理管道外敷的混凝土防護(hù)層和防腐層。文章介紹了國內(nèi)近年來在海底管道維修中開始使用的高壓水清洗技術(shù),包括高壓水清洗系統(tǒng)的組成、高壓水噴嘴的種類和選型,以及高壓水清洗系統(tǒng)在海底管道維修中的具體應(yīng)用方法和操作注意事項。

海底管道課件

根據(jù)風(fēng)險工程理論,綜述了多種海底管道定量風(fēng)險評價技術(shù)。著重研究了模糊綜合評分和蝴蝶結(jié)模型在海底管道油氣泄漏概率計算及后果分析中的綜合運用,建立了基于泄漏物危害及影響系數(shù)的泄漏后果嚴(yán)重度模型,結(jié)合風(fēng)險矩陣實現(xiàn)定量風(fēng)險評價。同時,該評價方法對工程實踐具有一定的指導(dǎo)意義。

海底管道懸跨段在復(fù)雜的波流作用下,極易因渦激振動而引起管道的損壞甚至破壞。為了避免懸跨管道渦激振動的產(chǎn)生,對影響渦激振動的各種因素進(jìn)行研究很有必要。以海底管道懸跨段為研究對象,采用流固耦合計算方法研究了外流速度、懸跨長度、管道壁厚以及內(nèi)流等因素對管道振動特性的影響。結(jié)果表明,約化速度滿足3.26≤ur≤8的條件時,管道系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的鎖定現(xiàn)象,能夠觀察到較大的管道橫向位移;隨著管跨長度的增大,管道的無量綱振幅增大;隨著管道壁厚的增大,管道渦激振動的頻率基本不變,振幅逐漸減小;空管道的約化速度約為6.517時其振幅最大,而當(dāng)管道內(nèi)有流體存在時,約化速度約為7.966時其振幅最大;輸流管道的渦激振動振幅小于空管道的振動振幅。

海底管道懸跨段在復(fù)雜的波流作用下,極易因渦激振動而引起管道的損壞甚至破壞。為了避免懸跨管道渦激振動的產(chǎn)生,對影響渦激振動的各種因素進(jìn)行研究很有必要。以海底管道懸跨段為研究對象,采用流固耦合計算方法研究了外流速度、懸跨長度、管道壁厚以及內(nèi)流等因素對管道振動特性的影響。結(jié)果表明,約化速度滿足3.26≤ur≤8的條件時,管道系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的鎖定現(xiàn)象,能夠觀察到較大的管道橫向位移;隨著管跨長度的增大,管道的無量綱振幅增大;隨著管道壁厚的增大,管道渦激振動的頻率基本不變,振幅逐漸減小;空管道的約化速度約為6.517時其振幅最大,而當(dāng)管道內(nèi)有流體存在時,約化速度約為7.966時其振幅最大;輸流管道的渦激振動振幅小于空管道的振動振幅。

目前海底管道的防腐層結(jié)構(gòu)主要有3lpe和fbe,但fbe因脆性較大而不單獨采用,而3lpe的長期使用溫度一般不超過70℃。為解決原油輸送溫度超過80℃的海底管道防腐問題,國外已成功地開發(fā)和應(yīng)用了3lpp防腐層結(jié)構(gòu)。文章介紹了國內(nèi)海底管道3lpp防腐層的開發(fā)與應(yīng)用的開創(chuàng)性工作,從3lpp原材料檢驗項目及性能指標(biāo)的建立、原材料的篩選、涂敷試驗工藝參數(shù)、涂層性能檢測、3lpp在文昌油田群海底管道工程上的應(yīng)用等方面對其進(jìn)行了論述。

海底管道及立管系統(tǒng)

箱筒型結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu),于2003年底在天津港防波堤工程中試驗成功。在積累了豐富的施工經(jīng)驗之后,2004年10月首次在天津臨港工業(yè)區(qū)灘涂開發(fā)一期工程海底管線防護(hù)中得以應(yīng)用。介紹該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況,可為類似工程提供參考。

海底管道維修技術(shù)

從設(shè)計、防腐、人為和自然因素等方面分析了海底管道的溢油原因,指出應(yīng)加強(qiáng)在役海底管道的承壓能力及管體與海底相對位置的定期檢測,采取有效的機(jī)械損傷預(yù)防措施,必須考慮管道的路由、埋深、壁厚、防護(hù)覆蓋層、水動力條件及泄漏檢測系統(tǒng)的合理配置等因素,優(yōu)化新建和預(yù)建海底管道的設(shè)計和施工。提出了建立hse管理體系和溢油應(yīng)急組織、加強(qiáng)區(qū)域協(xié)作等海底管道溢油的防控管理和技術(shù)措施。介紹了水上焊接修復(fù)法及水下不同方式的管道修復(fù)方法。

中石化冊子島-鎮(zhèn)海海底管道長約36公里,由于近年海岸圍墾及跨海大橋的建成,改變了管道所處海域的水動力環(huán)境,造成海底管道多處懸空,為確保冊子島至鎮(zhèn)海海底管道的安全運行,對超過容許懸空長度的海底管道進(jìn)行“拋填砂袋+鋪連鎖排”治理,在實際應(yīng)用中,總體治理效果良好.本文結(jié)合冊子島-鎮(zhèn)海海底管道懸空治理工程介紹了海底管道的懸空治理施工技術(shù).

本文結(jié)合在渤海海底管道工程中應(yīng)用撓性軟管的實踐,論述了撓性軟管的幾個主要技術(shù)問題,如撓性軟管的結(jié)構(gòu)和材料特性,不同輸送介質(zhì)條件對撓性軟管結(jié)構(gòu)和材料的影響,撓性軟管與普通鋼管的連接方式以及運輸、安裝等方面的一般要求。此外,還探討了撓性軟管在渤海海底管道工程中可以應(yīng)用的幾個方面。

文章根據(jù)鋪管船采用s型鋪設(shè)海底管道的作業(yè)特征,介紹了海底管道防腐層和混凝土配重層涂敷工藝,可以確保各鋼管涂敷層間具有足夠的剪切強(qiáng)度,使得在鋪管過程中設(shè)定的軸向張力作用下,不致發(fā)生鋼管各涂敷層間剪切強(qiáng)度不足而產(chǎn)生滑脫的現(xiàn)象,保證鋪管過程中海底管道完好。

美國納米科技公司日前宣布研制出一種絕熱、防腐涂料，可用于水下輸油和輸氣管道。當(dāng)石油從水下兩英里的地方被開采出來時，溫度極低。要使石油在運輸過程中不凝固、堵塞管道，必須保證常溫；石油從地下管道進(jìn)入油罐車，運輸必須保持持續(xù)的高溫，這一系列問題是全世界石油和天然氣行業(yè)面曬的難題，新涂料可有效地解決這一難題。此外，它還具有防腐、絕熱、成本低和易操作等優(yōu)點。

闡述了側(cè)掃聲納的工作原理,介紹了側(cè)掃聲納對不同狀態(tài)海底管道檢測所能得到的聲納圖形式。實地檢測結(jié)果表明,對于鋪設(shè)于相對平坦海底的管道,側(cè)掃聲納能夠?qū)艿赖膽铱缁蜓诼癯潭冗M(jìn)行判別;對于埋設(shè)施工的海底管道,可對管道與溝槽底部的接觸或懸跨進(jìn)行判別,但由于管道、溝槽尺寸或檢測角度的影響,檢測結(jié)果可能出現(xiàn)誤差,可通過多次不同角度的檢測或配合其他海洋聲學(xué)設(shè)備,得到可靠的結(jié)果。最后指出應(yīng)對檢測圖像進(jìn)行去噪、融合、分割、識別和檢索等處理,以提高聲納圖的準(zhǔn)確性及可判讀性,從而為海底管道的懸跨治理和運行安全提供保障。