海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施示范文本
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埕岛油田海洋用高压复合软管施工及检验方法探讨摘要:海底管道是油田海上产油输送上岸的主要渠道。
海底管道悬空是发生事故的主要原因,据统计,超过80%的海底输油管线以及40%的海底注水管线存在悬空隐患。
复合软管可有效地解决海底管道悬空问题。
本文重点介绍了海底高压复合软管的施工方法及检验要求,并对关键工序的检验提出了措施建议。
关键词:管道悬空复合软管检验关键工序1工程概况埕岛油田自1993年进入规模开发以来,于1999年建成了我国第一个200万吨级浅海大油田,2011年全年共生产原油260.63万吨,天然气交气量1亿立方米。
海底管道是埕岛油田海上产油输送上岸的主要渠道。
钢制海底管线在大面积冲刷、土体塌陷、土体液化等因素作用下都有可能出现局部悬空现象;此外,裸露海底管线的存在改变了原流场形态,海底管线附近水动力加强造成的局部冲刷也可能使硬质海底管线出现局部悬空现象。
钢制海底管线悬空可能会在波流水动力作用下出现静力破坏,也可能在涡激振动长期作用下出现疲劳破坏。
这种非设计性荷载给硬质海底管线安全运行带来严重隐患。
海底复合软管是由不同功能层组成的复合管线,具有优良的耐腐蚀性、挠性、抗疲劳性以及安装简便、可重复利用等优点,在国外正逐步取代传统钢质海底管线。
复合软管的最高脉冲压力可为工作压力的5倍,安全系数高。
cb1a-cb1d平台海底注水管道路由总长约720.4m,设计寿命20年,输送温度5℃~70℃,工作压力16mpa。
立管部分采用双层管结构,水平管段部分采用海洋用高压复合软管,内径φ140mm,长度680米,最小弯曲半径4.2m。
海洋用高压复合软管与钢管间用焊接方式连接。
2.海洋用高压复合软管的特点及检验2.1高压复合软管结构骨架层:海洋软管在使用过程中,会受到外界海水压力或环形空间渗透气体压力的作用,当海洋深度较大时可能将海管压溃,造成海管的损坏,通常软管会设计专门的骨架层防止软管压溃。
抗压层:软管输送介质压力是本项目软管设计的主要考虑因素,也是通常软管设计需要考虑的主要因素,通常海洋软管承受内压主要依靠抗压层。
海底输油管线埕岛油田悬空治理技术措施集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施引言(1)根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况,对海管悬空形成机理进行了分析,并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价,重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施。
埕岛油田位于渤海湾南部的浅海海域,区域构造位置位于埕宁隆起埕北凸起的东南端,是一个在潜山背景上发育起来的大型浅山披覆构造。
该区从1875年开始勘探,在先期资源评价、盆地分析模拟、区带综合评价的基础上,于1988年钻探了第1口控井——埕北12井,从而发现了埕岛油田。
截止目前,埕岛油田已建成海底输油管线54条,注水管线33条。
海管悬空情况调查(2)目前,通过对61条海底管线的调查发现其中仅有5条管线未被冲刷悬空,仅占8%,管道悬空高度平均值为1.33m,最大值为2.5m。
大于等于2m的有16根,占26%,大于等于1m的有48根,占79%,可见冲刷的普遍。
从悬空长度来统计,平均悬空长度为15.1m,最大30m。
大于等于20m的为22根,占36%;大于等于10m的有43根,占70%。
如果按管道初始设计埋深为1.5考虑,则遭到最大冲深的管道从原海床面计算总计冲刷深度S=e+D+h=4.5m(其中e为埋深;D为管道直径,近似取0.5m;h为冲刷后管道悬空高度)。
这样的冲刷深度对海底管道来说是少见的。
除了管道处发生强烈冲刷以外,在采油平台井场范围内也出现较严重的冲刷。
海管悬空原因及模型试验(3)1海底管线悬空原因造成场区内平台及管道周围强烈冲刷的原因十分复杂,大致为以下几方面:1.1建筑物存在形成的部冲刷这种冲刷形成的原因是由于建筑物的存在而在局部范围内发生强化的水流或高速旋转的旋涡,这些水流或旋涡具有较高的冲刷(挟带泥沙)能力,从而在局部范围内形成冲刷坑。
冲刷坑范围与深度往往与建筑物尺度有直接关系。
海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施根据水下固定桩的打桩设计,以15m海底管道为一支撑重量计算。
内管219mm×12mm,外管325 mm×20 mm,15 m海底道重量为3.2t;悬臂梁采用HZ240H型钢,材料为Q235-A,悬臂梁旋转轴承受的压力来自于海底管道和悬臂梁,估算海底管道和悬臂梁总重为3.3t,选用轴的材料为45 mm,许用应力为〔σ〕=σs/n=300/5=60N mm2。
轴的抗弯模面系数Wx=/32 已知:作用在悬臂梁上的压力P=3.3t 作用力距支点位置1为135mm。
轴的最大应力:σmax=Mmax/ Wx=P·1/ Wx =33000×135×32/{π×d3}≤60N/ mm2 d3≥33000×135×32/ d≥91.13mm 取最小轴径为100mm。
1.2完成浅水打桩扶正架的设计根据海流的运动,设计了在施工水域内可以坐底的扶正架。
扶正架的作用是保证桩管在打桩过程中的垂直度,同时作为固定剖面声纳、纵倾和横倾传感器、液压控制系统等的支架,避免打桩振动对声纳、传感器等先进仪器的精度影响及损坏,便于施工工艺设计的实施。
1.3初步完成海底管道固定装置的计算设计按照管线规格:Ф219.1×12/Ф325×14,支撑桩间距按15m 考虑,根据SACG软件对作用于支撑装置上关键部位的受力情况进行了计算,作用在支撑结构上的负载:Fυ′=ω内+ω外+ω其它+ω-ω浮+ω波浪=〔61.3+107.4+〕×9.8+697 =2714N/m→Fυ=Fυ′×15=40710 FH=928N/m→FH=FH′×15=13920 考虑到管线涡激振动的动力效应,其为周期性的负载,动力效应故取2.0,即最终设计水下固定装置考虑的负载为:Fυ=81420,FH=27840 固定装置的设计为活动式结构,由外卡套、调整底座、锁紧螺母、悬臂梁、U型卡子等组成,可以单独制造,然后与水下短桩一起在工厂预制。
海底输油管线埕岛油田悬空治理技术措施在全球范围内,石油资源的开采和利用已成为一个重要的经济活动。
在海外海域,液态石油往往通过海底输油管线被运输到陆地上。
然而,由于海洋环境的复杂性和海底管道的长期使用,管道的损坏和老化是不可避免的。
特别是在复杂的海底地形下,输油管道的安全永远是一个大问题。
如何及时发现、评估和治理侵蚀、冲刷、受损或悬空管道,是不断探讨和研究的难题之一。
本文将结合海底输油管线埕岛油田的实际情况,探讨悬空治理技术措施及其作用。
1. 埕岛油田概述埕岛油田是位于南海北部海域的一个重要油气田,其油气运输采用了海底输油管线的方式进行。
该油田的油气主要运输到陆地油田加工厂,年输送量超过100万吨。
然而,由于长期海底管道的经营和使用,加之海洋动力学和气候变化等复杂因素的影响,埕岛油田的海底输油管线存在许多问题。
管道的侵蚀、冲刷、受损和悬空等问题,已成为该油田输油过程中需要解决的难点。
这也要求我们在管线治理过程中,进行及时的管道安全评估、维护和改造工作,以确保输油管线的长期稳定、安全运行。
2. 海底输油管线侵蚀、冲刷和受损情况海底输油管线因长期处于恶劣的海洋环境中,易受到海水侵蚀、岩石土壤冲刷和海底地形变化等因素的影响,导致管道壁厚减薄、腐蚀、变形等问题。
针对这些问题,我们需要及时了解和评估管道的实际情况,制定相应的管道安全措施。
针对侵蚀和冲刷问题,我们可以通过海洋探测技术等手段,对管道的情况进行诊断和评估。
探测手段包括声波探测、磁力探测、电磁探测等。
这些方法可以非破坏性地识别管道问题,从而为管道治理提供依据。
针对管道变形和受损问题,我们可以通过无人机检测、水下摄影和无人潜水器等技术手段,对管道的情况进行高清拍摄和评估。
这些技术手段不仅可以保证检查的准确性和安全性,还可以对悬空问题进行及时发现和治理。
3. 海底输油管线悬空治理技术措施在海底输油管线的使用过程中,管道的悬空问题是比较常见的。
悬空问题指的是管道的一段或多段处于海底,但管道的另一端没有支撑物,而是悬空在空中。
埕岛油田海底注水管线施工简要作者:郭海斌张睿来源:《中国科技博览》2017年第11期中图分类号:V656 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)11-0044-011 概述CB4E至CB243A海底注水管线路由总长约为1647m。
两端立管采用双层管保温结构,内管规格为Φ323.9×23.8,外管规格为Φ457×17.5。
水平管段采用单层管,规格为Φ323.9×23.8,材质均为API 5L X60 PSL2级无缝钢管。
内外管之间为泡沫黄夹克保温材料,双层管均采用锚固件过渡到单层管。
平台上部工艺管线采用柔性橡塑材料保温。
CB243A端设计水深12.5m,CB4E端设计水深12.8m,沿线海底地形平缓。
管线交叉防护3处。
2.海上施工方法2.1 施工前准备2.1.1 从事海上安装的作业人员,应具有海上安装作业所需的技术等级证书。
各类焊工的考试还应进行在海上安装作业环境相应条件下的考核。
2.1.2 用于海底管道海上安装的铺管船、驳等应具有符合规定的船、驳技术证书。
在海上安装作业前应对这些作业船上的施工设备进行检验、试验、校准,使其技术状况和性能满足安装技术文件中规定的技术要求。
2.1.3 通讯:施工单位应提供可靠的无线电系统作为与业主的通讯系统,通讯系统要保证全天通畅,通讯采用的频率由承包商与业主协商并会同有关部门确定。
2.1.4 灯光、号型和声频信号器所有的船只都应按有关规定装备相应的灯光、号型和声频信号器。
其中主要有:一般部位、船艏和船艉灯;拖航信号、“无指挥”灯、锚灯、雾信号。
2.2 拖管标识桩施工方案标识桩海上打桩采用满洋208浮吊工程进行施工,该工程所用标识桩规格为Φ800×20,长度为24m。
2.2.1 施工船舶就位施工要求:在电缆上预抛埋沙袋,以锚缆与电缆跨越点为中心,横向对称抛填20米,纵向对称抛填4.3米,锚缆与电缆交叉部位垂直净距不小于0.4m。
埕岛油田海底管线的设计建设与维护孙 慧(上海交通大学 上海市 200030)于文波(胜利石油管理局生产管理部 山东省东营市 257001) 摘要 胜利海上石油开发集输系统属半海半陆式,其主体开发区域由卫星平台(井组平台)、中心处理平台、海底管线、陆上联合站组成。
在渤海湾埕岛这种特殊的浅海区,海底管线的埋深问题是很复杂的。
不仅要考虑波浪等外力的冲击,还必须考虑海床的冲刷,有些地区还出现土壤液化的问题,也应予以考虑。
海底管线的及早检漏和及时的维修是至关重要的,一旦问题暴露,则将造成不可估量的损失。
主题词 海底管线 埋深 内防腐 检漏 维修 胜利埕岛油田是我国第一个浅海近岸油田。
胜利海上石油开发集输系统属半海半陆式,其主体开发区域由卫星平台(井组平台)、中心处理平台、海底管线、陆上联合站组成。
显然,海底管线在海洋开发生产中起着至关重要的作用。
由于油田所处的地理位置和环境条件非常特殊,所采用的是逐年滚动开发的办法,致使海底管线的设计建造遇到许多新的矛盾和问题,有些问题的解决难度相当大。
现就海底管线的设计、建设和维护谈以下几点认识。
1.海底管线的规划设计滚动开发的优点是投资省、见效快,能迅速形成生产能力。
但不足之处是海上固定设施不能够进行整体规划,给输油管线的设计、施工建设增加了难度。
根据规范的要求,海底管线距原有管道或电缆距离不小于30m,交叉部位的间隙至少保持0.3m。
由于开发初期含油构造的轮廓尚不清晰,海上固定设施难以进行统一的规划,到形成相当规模时,就难免造成管线及电缆的相互交叉,从而难以满足规范的要求。
同时,海洋工程有着较强的系统性,海洋生产的每个环节都是相互影响和相互制约的,如打开发井时,钻井平台的就位将影响井组平台的就位,进而影响甚至决定着海底管线的走向,而海底管线引出方向和角度又将限定修井作业平台的就位,若不谨慎,作业平台的桩脚就有可能压到海底管线。
1997年冬,胜利一号作业平台在C B11E作业时桩脚距管线仅1.5m。
海底管道悬空治理施工技术摘要:中石化册子岛-镇海海底管道长约36公里,由于近年海岸围垦及跨海大桥的建成,改变了管道所处海域的水动力环境,造成海底管道多处悬空,为确保册子岛至镇海海底管道的安全运行,对超过容许悬空长度的海底管道进行“抛填砂袋+铺连锁排”治理,在实际应用中,总体治理效果良好。
本文结合册子岛-镇海海底管道悬空治理工程介绍了海底管道的悬空治理施工技术。
关键词:海底管道砂袋连锁排悬空治理一、引言册子岛-镇海海底管道(以下简称“册镇海底管道”)担负着中石化华东沿海炼厂的原油供应,于2005年6月投产运行。
近年由于镇海泥螺山、金塘岛等围垦及舟山跨海大桥的建成,改变了海底管道原有的水动力环境,海底海水冲刷,致使册镇海底管道出现多处悬空。
如不立即进行悬空治理,会对管道的安全运行造成威胁,管道万一破损,必然会对杭州湾海域造成灾难性影响,因此必须采取必要的悬空治理措施。
二、治理施工技术1、袋装砂抛填本工程悬空管道底部治理采用抛填砂袋进行底部填筑,工程量约16.8万只塑料编织袋,要求单袋重量不小于30公斤。
三、海上施工防污染措施本工程主要为砂袋抛填及混凝土连锁排铺设,根据本工程特点,施工船舶对海域的污染主要有:生活污水污染,船舶垃圾污染,船舶动力装置的有害排气污染。
为最大限度的减少对海水资源污染,采取了以下措施:1、作业船舶海上防污配备齐全,并对船上垃圾、污水、油污定期进行分类收集。
2、提高船舶质量,把好施工准入关。
选用合格的船只施工,减轻船舶污染;3、严格执行《海上交通安全法》、《水上水下施工作业通航施工作业安全》等各项涉及海上安全的法律规定,严格执行安全操作规程和维修保养制度,确保安全航行或作业。
发生海上交通事故和污染水域事故的船舶应立即向海事部门报告,并采取积极措施,防止损失扩大。
4、船舶严格执行油污和垃圾集中回收等有关海上防污染规定,严禁擅自向施工海域排放和倾倒:①船舶生活垃圾不得任意倒入港区或施工水域,平日倒入带盖、不渗漏并有明显标志的生活垃圾储存容器或聚已烯材料制成的垃圾袋中,当船舶停靠后海基地或施工区域靠泊点时,可以向陆地指定的垃圾箱倾倒;②船舶生产垃圾(如油污的棉纱和破布、灰渣、积垢、铁锈等),港口施工船舶或停靠码头船舶妥善将生产垃圾积存在铁桶内,存满时向陆地指定垃圾箱倾倒;③一切塑料制品(包括塑料合成缆绳及一切粒状、块状的塑料衬垫物料、包装材料、聚纤维织物、食品用具、塑料袋等塑料垃圾)任何时候不得投放入海。
海底输油管道悬跨的综合治理唐晓旭;胡国后【摘要】海底管道出现悬跨有多种原因,敷设过程中海床凹凸不平、建成后海流和海浪的冲蚀及管道变形等都有可能形成悬跨.悬跨给海底管道的正常生产造成了极大的安全隐患,目前海管悬跨治理措施主要有主动支撑法、加重法和降流促淤法等.海底管道悬跨的各种治理方法都有其各自优、缺点,在具体工作中应取其优势,尽量避免其不足之处.其中降流促淤的方法应属于治本之策,在施工条件适宜的情况下可以普遍推广应用.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2011(030)007【总页数】2页(P38-39)【关键词】海底管道;悬跨;主动支撑法;加重法;降流促淤法【作者】唐晓旭;胡国后【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司;中海石油(中国)有限公司天津分公司【正文语种】中文海底管道悬跨是指出现在海底管道上且与海床表面不直接接触的悬空段。
海底管道出现悬跨有多种原因,敷设过程中海床凹凸不平、建成后海流和海浪的冲蚀及管道变形等都有可能形成悬跨。
(1)平管下部差异性冲蚀。
凸起于海底的管线,必然造成管线附近流场的变化,局部的地形差异、管线外形的差异,均会在局部形成有利于水流淘蚀管线周围沉积物的小流场,形成冲蚀坑[1-2]。
管线下一旦有坑的存在,管线的束流作用必使流经管线下方的水流流速增大,冲蚀坑的规模和深度也会持续扩大,从而形成悬跨,而且悬跨的高度和长度会越来越大。
(2)海底沙波、沙脊的移动。
海底沙波、沙脊的存在受控于水动力条件和沉积物的粒度组成,由于活动的沙波、沙脊的存在,使管道处于不稳定状态,极易形成悬跨。
(3)其他原因。
海底管道悬跨的产生还有许多其他原因,比如构筑物的存在形成的局部冲刷,海床侵蚀引起的悬跨,立管支撑结构周期性震动产生的立管底部悬空,深水管道安装过程中张力增加造成的悬跨等。
海底管道悬跨的存在是海底管道安全运营的重大潜在隐患,如果悬跨达到一定长度,由于自身重力以及潮流冲击力的作用,管道变形和内部应力幅值将增大,在一定条件下,管道还可能产生涡激振动,严重时将导致管道断裂,给生产造成损失,同时带来环境污染。
埕岛油田海底输油管线悬空治理技术措施
王海涛;王继忠;熊炜;李爱军;张伟
【期刊名称】《办公自动化:办公设备与耗材》
【年(卷),期】2004(000)008
【摘要】根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况,对海管悬空形成机理进行了分析,并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价,重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施.
【总页数】4页(P7-10)
【作者】王海涛;王继忠;熊炜;李爱军;张伟
【作者单位】胜利油田有限公司海洋石油开发公司,山东,东营,257237;胜利油田有限公司孤岛采油厂,山东,东营,257237;胜利油田有限公司海洋石油开发公司,山东,东营,257237;胜利油田技术检测中心,山东,东营,257237;胜利油田有限公司海洋石油开发公司,山东,东营,257237
【正文语种】中文
【中图分类】TP317.1
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海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。
引言(1)根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况,对海管悬空形成机理进行了分析,并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价,重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施。
埕岛油田位于渤海湾南部的浅海海域,区域构造位置位于埕宁隆起埕北凸起的东南端,是一个在潜山背景上发育起来的大型浅山披覆构造。
该区从1875年开始勘探,在先期资源评价、盆地分析模拟、区带综合评价的基础上,于1988年钻探了第1口控井——埕北12井,从而发现了埕岛油田。
截止目前,埕岛油田已建成海底输油管线54条,注水管线33条。
海管悬空情况调查(2)目前,通过对61条海底管线的调查发现其中仅有5条管线未被冲刷悬空,仅占8%,管道悬空高度平均值为1.33m,最大值为2.5m。
大于等于2m的有16根,占26%,大于等于1m的有48根,占79%,可见冲刷的普遍。
从悬空长度来统计,平均悬空长度为15.1m,最大30m。
大于等于20m的为22根,占36%;大于等于10m的有43根,占70%。
如果按管道初始设计埋深为1.5考虑,则遭到最大冲深的管道从原海床面计算总计冲刷深度S=e+D+h=4.5m (其中e为埋深;D为管道直径,近似取0.5m;h为冲刷后管道悬空高度)。
这样的冲刷深度对海底管道来说是少见的。
除了管道处发生强烈冲刷以外,在采油平台井场范围内也出现较严重的冲刷。
海管悬空原因及模型试验(3)1海底管线悬空原因造成场区内平台及管道周围强烈冲刷的原因十分复杂,大致为以下几方面:1.1建筑物存在形成的部冲刷这种冲刷形成的原因是由于建筑物的存在而在局部范围内发生强化的水流或高速旋转的旋涡,这些水流或旋涡具有较高的冲刷(挟带泥沙)能力,从而在局部范围内形成冲刷坑。
冲刷坑范围与深度往往与建筑物尺度有直接关系。
1.2水平管道下面的冲刷放置在海床面上的管道冲刷开始于管道与海床面之间出现一水流隧道。
对于部分埋置的管道来说,这种水流隧道可以因管道前后存在一定压差形成管涌而发生。
当水流隧道形成后,管道前后的压差使管道下的流速大于行近流速,从而引起管道下的冲刷。
1.3海床侵蚀引起的大面积冲刷由于埕岛油田特殊的海洋及海底地质条件,本海区处于不稳定的冲淤状态,根据飞雁滩1976~20xx年24年断面测量,5m等深线平均蚀退距离达0.19km/a,海床蚀深12.6cm/a;10m等深线蚀退距离达0.10km/a,海床蚀深4.7cm/a。
海床调整的冲淤平衡点大致在12m到15m水深处,在平衡点以上为侵蚀区,在平衡点以下为淤积区,这种剖面调整状态目前尚未有转缓的迹象。
对于10m水深处,在海管设计寿命15年内,海床整体冲刷深度可达0.7m。
由于该原因引起的海管淘空体现在整条海底管线上。
1.4海底不稳定性引起的冲刷海底不稳定性的表现是海底表层土壤在大浪作用下发生滑移坍塌,当表层土为粉砂时,在暴风浪作用下,土壤发生液化而使土壤抗剪强度降低,从而可能造成海床一定范围内的下降。
1.5其它因素如立管支撑结构的周期性振动,施工时由于受到设备、平台位置等的限制,管道在平台附近的埋深于小设计所要求的埋深等因素也是引起立管悬空的一个因素。
2冲刷物理模型试验实际上,立管底部的悬空高度是在以上因素的联合作用下发生的,单从理论上很难确定出具体的数值,因此,根据埕岛油田的条件及海管立管结构我们进行了冲刷物理模型试验。
针对立管桩及平台支撑条件分不同情况共进行了17组试验,试验结果与现场探摸结果吻合;模型试验得出立管底部的悬空长度为10m,与现场探测情况存在较大的差别。
原因分析及现场实测表明,立管底部的最大冲刷深度在3.0m基本达到不变,但悬空长度由于受多种条件的影响,将来如何变化,目前确定较为困难。
因此,在针对输油管线立管底悬空治理研究时,主要仍根据实测进行。
悬空治理方案分析(4)1抛砂袋结合混凝土块覆盖1.1方案描述先在悬空管道及其周围一定范围内(主要指立管周围明显的海底冲刷坑)抛填水泥砂浆袋,每个砂浆袋重约60kg。
在抛填砂袋的过程中要由潜水员对砂袋进行整理,保证悬空立管底部填满砂袋。
抛理砂袋完成后,再在管道上用混凝土覆盖,混凝土覆盖层可用小的混凝土预制块串接成网状,混凝土覆盖层的密度初步确定为320kg/m2,这样可提高覆盖层抗冲刷的能力,又不至于对海底管道造成损坏。
1.2方案优缺点优点是施工工艺及取材简单,便于实施;不需要进行防腐处理;可以在管线不停产的情况下实施,不影响生产;保护的范围广,对同一平台周围的海底管线均可产生保护。
缺点是受不确定因素的影响较多,抛填的砂袋有进一步被冲刷淘走的可能,造成管道的再度悬嚓,因此,该方法的可靠性不高;如果再次悬空,覆盖的混凝土将对管道产生不利影响。
2挠性软管跨接2.1方案描述将悬空立管拆除,根据目前冲刷后实际的海底现状,重新设计及安装立管。
在立管与水平管之间跨接长度为60m的挠性软管,挠性软管的规格根据具体的海管规格确定。
为提高其连接的可靠性,挠性软管与两端钢管仍采用水面以上的焊接方式,并在两端设有挠性软管保护结构,用于海底输油的挠性管道是由密封、保温、加强等材料构成的多层挠性管结构。
2.2方案优缺点优点是方案可靠性高,由于软管有挠性,在辅设时可随地形的变化而变化,因此有很好的抵抗疲劳破坏的特性;立管结构简单,挠性软管兼作海管的膨胀补偿装置;施工简便,施工速度比常规立管要快许多倍;耐腐蚀,软管系统可回收再利用。
缺点是必须在管线停产的情况下方可实施;对于有的管线,如有海底注水管线或电缆压在油管线上,则实施起来较为困难;海底输油软管比钢质管道有更强的“专营性”,世界上仅少数厂家设计和生产,因此用户选择的余地较小。
3水下支撑桩3.1方案描述为了防止水下管道悬空段在水流作用下产生的涡激振动,引起管线断裂,在悬空段设置支承支架,以减小横向和纵向振动幅度。
根据缩短管道悬空长度的思路,该方案采用沿悬空管道设水下短桩支撑的方法。
根据初步的分析及允许的悬空长度,对于不同管径的海底管线采用不同桩径的水下短桩,根据计算得出桩的入土深度。
钢管桩沿悬空管道两侧交替设置,间距根据第5节计算得到管道允许的悬空长度及实际的悬空长度确定,在详细设计阶段,该间距应根据海底管道的疲劳分析、极端静态及动态荷载分析结果确定。
在每一钢管桩靠近海管附近位置,设有H型钢悬臂梁,悬臂梁上设有2套Ф30高强U型螺栓将悬空的立管固定,从而实现减小立管悬空长度的目的。
钢管桩可采用打水下桩的方法实现。
固定悬臂梁可在钢管桩上预先焊接一管托,钢管桩打完后,由潜水员现场测量管托与悬空立管的相对位置,确定要预制管卡的高度。
再将根据实际测量尺寸预制一体的悬臂梁及管卡从钢管桩顶套入或水下管卡固定支撑于管托止。
最后再由潜水员用U型螺栓将悬空立管固定于悬臂梁上。
钢管桩的防腐可采用内外涂层结合腐蚀余量的方法实施。
在该方案研究时充分考虑了海上方便施工,采用悬臂梁及仅在海管一侧设钢管桩的支撑方法,施工精度要求相对不高,容易实施。
3.2方案优缺点优点是施工相对简单,便于实施;可以在管线不停产的情况下实施,不影响生产;该方案可靠性较高,由于水下钢管桩截面较小,对管道悬空长度进一步发展影响不大。
而且,由于桩打入冲刷泥面以下一定深度,即使冲刷深度进一步加大,钢管桩仍然是稳定的。
缺点是保护的范围相对小,每根支撑钢管短桩只能对单一海管的一定距离提供保护,因此,对于冲刷长度较长的小口径海管,需设置的钢管短桩数量相对多;防腐较为困难。
根据目前存在的海管悬空情况,从工程造价及施工强度考虑,水下支撑桩为目前最为合适的悬空治理方案,我们选择了该方案。
水下打桩工艺研究及初步实施(5)1水下固定短桩施工机具的研究按照设计院初步完成的对已建海底管道发生非设计悬空的控制对策研究,结合采用“水下短桩支撑”方法需要解决的桩管的垂直度、桩管的就位及悬臂梁位置的控制、施工过程系统的实时过程控制等技术关键点,我们初步完成了以下工作:1.1打桩机选型计算下面按照桩管直径Ф500mm,入泥15m,以埕北古5的地质条件分别进行打桩机能力的计算如下:根据埕北古5平台地质条件勘探资料进行计算,得:根据土质类型和N值求出极限静摩擦力T对粘土质、淤泥土为:ⅰ=n Ni,T=ΣHi-πDt, ⅰ=12 对砂质土:ⅰ=n Ni,T=ΣHi-πDt, ⅰ=15极限静摩擦力t和振动摩擦力tm的关系:tⅢ=μt(μ——根据土质取系数)公式中ⅰ为土层的顺序号,Ni为每一土层的标准贯入击数,Hi为每一土层的厚度,tⅢ为每的振动摩擦力,t为累计极限静摩擦力。
根据勘探资料进行计算,得:入泥18m处的振动摩擦力为:TV1-6=11.90914(t)按照以上的计算,考虑其他因素的影响,取安全系数为3~4,我们使用60t的振动打桩机,足以进行500m桩管入泥15m的施工。
悬臂梁旋转轴强度计算:根据水下固定桩的打桩设计,以15m海底管道为一支撑重量计算。
内管219mm×12mm,外管325 mm×20 mm,15 m海底道重量为3.2t;悬臂梁采用HZ240H型钢,材料为Q235-A,悬臂梁旋转轴承受的压力来自于海底管道和悬臂梁,估算海底管道和悬臂梁总重为3.3t,选用轴的材料为45 mm,许用应力为〔σ〕=σs/n=300/5=60N mm²。
轴的抗弯模面系数Wx=(π×d3)/32已知:作用在悬臂梁上的压力P=3.3t作用力距支点位置1为135mm。
轴的最大应力:σmax=Mmax/ Wx=P·1/ Wx=33000×135×32/{π×d3}≤60N/ mm²d3≥33000×135×32/(3.14×60)d≥91.13mm取最小轴径为100mm。
1.2完成浅水打桩扶正架的设计根据海流的运动,设计了在施工水域内可以坐底的扶正架。