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海洋柔性管缆结构的试验测试技术!阎!军!胡海涛!尹原超"卢青针"岳前进"!!$大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室!工程力学系"大连!!%&"'#"$大连理工大学海洋科学与技术学院"盘锦!"'""!$摘要!海洋油气资源的开发离不开海洋装备的研发和应用'柔性管缆作为海洋油气资源开发中的关键装备"其安全性和可靠性是非常重要的'由于海洋柔性管缆多层级和螺旋缠绕的结构特点"从设计到应用的过程中"需要依靠试验测试技术来保障其应用的安全性和可靠性'本文重点针对海洋油气开发中用柔性管道和脐带缆进行的试验测试技术展开研究"对国际通用的柔性管道和脐带缆测试规范进行介绍"通过大量的调研"针对其中的关键测试类型进行了详细的说明'希望通过海洋柔性管缆结构的试验测试技术的详细说明能够为海洋装备设计)试验测试和海洋管缆应用领域的工程人员提供有益的参考'关键词!海洋柔性管道#脐带缆#试验测试技术#规范中图分类号 )*+文献标志码 ,文章编号 "&-+.*"-*!"&!-$&%.!"# !&/!"&(*(0112/"&-+.*"-*/"&!-/&%/&"E 3/,(#&,01'.8,61#0:8,790".":)"*F '(#0,2.,3#4.,G #/,.#0,'0!H &4#.#7'.I '4.,6345675!"`7`48.240!"3853745.M B 40"">7C 859.D B 15""371C 845.G85"!!$!"#$%&'"(&)*+(,-(""%-(,."/0$(-/1"2&$&"3"45$6)%$&)%4)*2&%7/&7%$89($841-1*)%:(;71&%-$8+<7-#'"(&"!$8-$(=(->"%1-&4)*?"/0()8),4"!$8-$(!!%&"'"@0-($#"$2/0))8)*A /"$(2/-"(/"$(;?"/0()8),4"!$8-$(=(->"%1-&4)*?"/0()8),4"B $(C -(!"'""!"@0-($$<461('71!E B 1P 1S 1I 0;O 1520=O 4K 85108I 45P 94L K 1L 07K M 1L 8L 85L 1;4K 4@I 1=K 0O2B 1P 1S 1I 0;O 15245P4;;I 8M 428050=O 4K 8511N 78;O 152/H I 1J 8@I 1;8;1L 45P 7O @8I 8M 4IM 4@I 1L85O 4K 8511N 78;O 1524K 12B 1U 1T 1N 78;O 152852B 1P 1S 1I 0;O 1520=0==L B 0K 108I 45P 94L K 1L 07K M 1L "45P 2B 18K L 4=12T 45PK 1I 84@8I 82T 8LS 1K T 8O ;0K 2452/Y 71202B 1O 7I 28.I 4T 1K 45PL ;8K 4I I T Q 075PL 2K 7M 27K 4IM B 4K 4M 21K 8L 28M L0=O 4K 851=I 1J 8@I 1;8;1L45P7O @8I 8M 4IM 4@I 1L "2B 1P 1L 89545P 4;;I 8M 428050=O 4K 851=I 1J 8@I 1;8;1L 45P7O @8I 8M 4I M 4@I 1L 511P 20K 1I T 051J ;1K 8O 1524I 21L 285921M B 58N 71L 2015L 7K 12B 1L 4=12T 45PK 1I 84@8I 82T 0=2B 18K4;;I 8M 42805L /E B 8L4K 28M I 1=0M 7L 1L052B 11J ;1K 8O 1524I 21L 285921M B 50I 09T 0==I 1J 8@I 1;8;1L 45P 7O @8I 8M 4IM 4@I 1L=0K0==L B 0K 108I45P 94LP 1S 1I 0;O 152/R 2852K 0P 7M 1L2B 18521K 5428054I I T 7L 1P21L 2859L 245P 4K P L =0K =I 1J 8@I 1O 4K 851;8;1L 45P 7O @8I 8M 4I M 4@I 1L /E B 152B K 079B 4I 4K 9157O @1K 0=85S 1L 28942805L "2B 1U 1T 21L 22T ;1L 4K 11J ;I 4851P85P 1248I /R 28LB 0;1P2B 422B 1P 1248I 1PP 1L M K 8;28050=2B 11J ;1K 8O 1524I 21L 285921M B 50I 09T 0=O 4K 851=I 1J 8@I 1;8;1L45P 7O @8I 8M 4IM 4@I 1LM 45;K 0S 8P 14M 1K 2485K 1=1K 15M 1=0K1598511K L852B 1=81I P 0=O 4K 8511N 78;O 152P 1L 895"1J ;1K 8O 1524I 21L 285945PO 4K 851=I 1J 8@I 1;8;1I 851"45P7O @8I 8M 4I M 4@I 14;;I 8M 42805/=,)>"(!6!O 4K 851=I 1J 8@I 1;8;1I 851#7O @8I 8M 4I M 4@I 1#1J ;1K 8O 1524I 21L 221M B 50I 09T #L ;1M 8=8M 42805!引!言随着我国对油气资源日益增长的需求"海洋油气资源为我国油气资源的需求提供了重要的供给渠道'传统的半海式开发模式由于开发局限性大"开采资源有限"已经不能满足我国海洋油气资源开发!!基金项目 国家自然科学基金!X !-&%"##)+!*&-"'")!!%*"&+*$"国家重点研发计划!"&!*3H V &#&*"&#$"高等学校学科创新引智计划!<!'&!#$"中央高校基本科研业务费专项资金!Y X E !-Z Y "&'$'作者简介 卢青针!!-(',!$"女"博士"副教授"主要从事海洋柔性管缆测试的研究'第%卷!第%期!"&!-年!"月海洋工程装备与技术[V \,]\]^R ]\\_R ]^\C X R )F \]E ,]YE \V `][>[^3a 0I /%"]0/%Y 1M /""&!-*+&&%.&(Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第%期阎军"等.海洋柔性管缆结构的试验测试技术-*+!!-!需求"因此深远海油气资源开发的全海式开发模式将成为主流的海洋油气开发模式*!+'全海式开发模式"即在海上完成油气资源的开采)处理)存储与外输过程"并通过运输船将油气资源运输至码头'全海开发模式中应用到了不同种类的新型管(缆"如开采过程中的海洋脐带缆*"+!见图!$)深水柔性管道*#+!见图"$"海上外输过程中的外输软管及码头传输过程中的金属波纹管等'因此海洋柔性管缆被誉为海洋油气资源开发的%血管(神经线&'海洋柔性管缆的失效和损伤将可能造成严重的海洋环境污染和巨大的经济损失"因此海洋柔性管缆的可靠性成为制约海洋油气资源开发的瓶颈'而由于海洋柔性管缆结构的多层级)螺旋缠绕的结构特点以及管缆中电热力多物理场耦合"传统的理论分析方法和有限元仿真技术都难以保证海洋柔性管缆的可靠性'因此现阶段海洋柔性管缆的设计验证和安全校核主要依靠试验测试技术'图!!典型的水下生产系统动态脐带缆结构形式*"+H89/!!E T;8M4I L2K7M27K10=P T54O8M7O@8I8M4I*"+0=L7@L14;K0P7M2805L T L21O!,不锈钢骨架层#",聚合物防渗层##,抗压铠装层#',耐磨层#+,抗拉铠装层#%,聚合物外护套图"!典型的柔性管道结构形式*#+H89/"!E T;8M4I L2K7M27K10==I1J8@I1;8;1L*#+@!海洋柔性管缆测试规范由于试验测试能够验证海洋柔性管缆的设计方法以及加工制造"确保柔性管缆产品的性能符合要求"因此要严格按照现有国内外规范进行试验测试'而由于我国海洋柔性管缆发展较晚"现行海洋柔性管缆测试规范大多采用国际规范'海洋柔性管道测试现有规范主要有,)RA)\V!*6*'+),)R_)!*<*++和R A[!#%"(."*%+等'海洋脐带缆测试的现有规范主要包括R A[!#%"(.+**+以及,)R!*\*(+等'!/!!海洋柔性管道规范测试要求海洋柔性管道测试规范,)RA)\V!*6),)R_)!*<和R A[!#%"(."对柔性管道所需的测试项目和测试要求进行了描述'规范提出了对柔性管道进行原型测试"主要包括三种类型的测试.第一类为标准原型测试"这是最为普遍的测试"主要为拉伸测试)内压测试)外压测试'第二类为特殊原型测试"这也是比较常见的测试"以验证特定方面的柔性管的性能"比如安装条件和在位条件"主要包括压扁测试)拉弯组合测试)动态疲劳测试以及腐蚀和酸碱测试等'第三类为柔性管道基本性能特征的测试"也是最为常规的测试"如弯曲刚度测试)扭转刚度测试)轴向压缩测试)磨损测试)热性能测试等'原型测试不同于工厂验收测试!H,E A$"对于进行原型测试的试样"必须经过工厂验收测试!H,E A$之后"方可进行原型测试'!/"!脐带缆规范测试要求脐带缆测试规范R A[!#%"(.+以及,)R!*\对脐带缆所需要的测试项目及测试要求进行了描述'测试包括三种类型的测试.第一种为单元测试"包括对各功能单元"如光单元)电单元)软管)钢管等进行验证试验和验收试验#第二种为对缆整体的验证试验"包括拉伸)弯曲刚度)压扁以及疲劳试验#第三种为对缆的工厂验收试验!H,E A$"包括对外观尺寸以及各部件的检测*"+'@B A B@!单元测试光单元,,,脐带缆制造完工后"光纤应进行光学时域反射试验'电单元,,,脐带缆制造完工后"应对电缆导线进行下述出厂验收试验.导体直流电阻试验)绝缘电阻试验)高压直流试验)传输线路特性试验)干扰Copyright©博看网. All Rights Reserved.-*+"!-海洋工程装备与技术第%卷试验及时域反射试验'软管,,,为验证每一根软管的设计和获取特性数据"应进行以下验证试验"包括对外观和尺寸的检验)长度变化试验)泄漏试验)爆破试验)脉冲试验)低温弯曲试验)破坏性试验)容积膨胀试验)终端防旋转试验)流体相容性试验)浸没试验)压力循环试验)渗透试验)气体渗透率等'在部件制造后"需要对该部件进行部件验收试验'试验包括外观和尺寸检查试验)内衬破裂试验)长度变化试验)破裂试验)压力验收试验等项目'钢管,,,为验证每一根钢管的设计和获取特性数据"应进行以下验证试验"包括外观和尺寸检查)拉伸试验)压扁试验)硬度试验)扩口试验)化学分析试验)腐蚀试验)焊接工艺评定试验)无损检验试验!]Y \$)爆破试验等'在部件制造后"需要对该部件进行部件验收试验"包括外观和尺寸检查试验)无损检验试验!]Y \$)爆破试验)压力试验等'@B A B A !脐带缆的验证试验进行验证试验的目的是证实脐带缆的性能'在主要产品生产前"使用单独的管缆段进行验证'若缆中包含芯线"则需串联每根导线"连续检查导线的通路"测量其绝缘电阻'若缆中包含光纤"则在试验时应检测光信号'需要对缆进行的试验项目包括拉伸试验)弯曲刚度试验)压扁试验)疲劳试验等'@B A B C !脐带缆的工厂验收试验2<8$ 在端部附件安装之前或之后"应进行工厂验收试验'这部分的试验项目包括对缆外观和尺寸的检查)对电缆单元的验收试验)对光纤单元的验收试验)对软管单元的验收试验)对钢管单元的验收试验'A !海洋柔性管缆国内外测试技术研究现状!!由于解析方法的局限性和数值分析的复杂性"试验成为研究海洋柔性管缆结构受力特性必不可少的一个环节'而从现有规范中可以看出"规范给出的试验内容和试验方法是粗略的)建议性的"需要不断地对规范的内容进行补充和修正'通过文献的总结"本文重点针对海洋柔性管缆结构的拉伸试验)弯曲试验以及动态疲劳试验的试验方法和装置改进进行介绍'可以看出"柔性管缆的静态试验已经发展得较为完善"国内外的研究热点集中在柔性管缆的动态疲劳试验'"/!!拉伸试验拉伸荷载作为海洋柔性管缆受力中一个基本部分"在设计时需要充分考虑"给出其设计指标'在管缆制造后"需要对管缆进行拉伸测试"以检测其设计指标和测出其最大拉伸荷载"同时需要保证其功能的完整性"保证工程应用的安全和可靠'由于海洋柔性管缆在铺设和在位时都处于拉伸状态下"所以拉伸试验是静态试验的一个基本内容'而由于海洋柔性管缆多层级螺旋缠绕的结构特点"因此在其试验测试规范中"拉伸试验的建议做法一般为纯拉伸试验或者同时考虑拉伸和扭转的拉扭耦合试验"测量管缆的拉伸刚度和强度"以及破坏模式'拉伸试验可以分为两种试验"一种是力学上的力学特性的测试"也就是拉伸刚度的测试'另一种是拉伸破坏测试'拉伸破坏测试不仅要考虑海洋柔性管缆的拉伸刚度"同时要考虑其功能性失效!如海洋脐带缆中的电单元)管单元)光单元会由于拉伸荷载作用产生功能失效$和结构失效!如海洋柔性管道中抗拉铠装层受到拉伸会导致径向收缩"也可能会导致柔性管道骨架层受到破坏$'国外针对海洋柔性管缆的拉伸行为研究从很早就已经开始'F/,/a 4D *-+等人和,5P 1K L 05</V 7L 20P 80*!&+等人针对脐带缆力学行为的拉伸试验中就考虑了纯拉伸和拉扭耦合两种"和规范的建议做法一致'E 0K 7c 4907K 4*!!+对柔性管结构做了拉伸试验"如图#所示"为横向拉伸"通过垫块平衡管道所受重力'R 45)K 0@T5*!"+等人对Y X V [公司生产的脐带缆也做了拉伸试验"该试验装置如图'所示'该拉伸试验是为了测得脐带缆的轴向刚度)弹性极限和最大拉断力'该试验对脐带缆接头部分填充树脂"来达到均匀传递拉力的效果'但这些试验都没有考虑温度和加载速率对管道力学性能的影响'同时"大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室也开展了对柔性管缆拉伸试验的研究"如图+和图%所示'基于管缆测试规范要求"针对柔性管缆的这种特殊结构"提出了适合柔性管缆的拉伸试验方法"从理论分析入手"明确了实验目的"考虑了其结构特点)扭转影响)试件长度)加载速率)环境温度)数据采集等因素"建立了针对柔性管缆特殊结构的拉伸试验系统'Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第%期阎军"等.海洋柔性管缆结构的试验测试技术-*+#!-!图#!E 0K 7c 4907K 4拉伸测试*!!+H 89/#!E 0K 7c 4907K 4215L 8I 121L 2*!!+图'!R 45)K 0@T5拉伸测试*!"+H 89/'!R 45)K 0@T5215L 8I 121L 2*!"+图+!海洋柔性管道拉伸试验H 89/+!E 15L 8I 121L 20=O 4K 851=I 1J 8@I 1;8;1I 851图%!脐带缆拉伸试验H 89/%!E 15L 8I 121L 20=7O @8I 8M 4I M 4@I 1!!"/"!弯曲试验弯曲试验主要包括弯曲刚度试验和F <_!最小弯曲半径$试验"同时还可在以上试验装备的基础上开展反复弯曲试验'弯曲试验主要的加载方式有三点弯曲和四点弯曲'R 45)K 0@T5",I 45Y 0@L 05*!"+等人使用了三点弯曲的方法测量脐带缆的弯曲刚度"分为钢管内无压和内压为!&&&)A R 的情况"如图*所示'E 0K 7c 4907K 4*!!+等人分别对管道中有内压和无内压两种情况下采用三点弯曲的试验方法测量了海洋柔性管道的弯曲刚度'V 4K I 0LF 49I 724*!#+等人通过对悬臂梁施加集中力的方式测得管道的弯曲刚度'弯曲试验不仅需要得到弯曲刚度"也要得到该管道的最小弯曲半径'A S 185A d S 8U *!'+开展了弯曲应力的理论和试验研究"通过试验验证了理论公式的正确性'图*!R 45)K 0@T5弯曲测试*!"+H 89/*!R 45)K 0@T 5@15P 85921L 2*!"+"/#!动态疲劳试验对于海洋柔性管缆在位运行时处于海洋波浪流的动态环境中"因此需要进行动态试验'动态疲劳试验是当今海洋工程结构装备试验主要的研究方向'由于现今深海油气资源开发越来越多地应用H )A [等浮体结构"因此海洋柔性管缆结构的疲劳问题成为了一个值得关注的问题'而相关的疲劳设计由于当前认识的局限性"还不能满足工程的需要"所以需要对疲劳进行全尺度的试验'图(!V [))\疲劳试验*!++H 89/(!V [))\=42897121L 2*!++图-!V .H \_公司疲劳试验*!++H 89/-!V .H \_M 0O ;45T=42897121L 2*!++全尺度疲劳试验装置一般都比较大型"需要专门制造'主要可以分为立式的和卧式的'立式的装置比较符合实际工况"能够排除管道本身重力的影Copyright ©博看网. All Rights Reserved.-*+'!-海洋工程装备与技术第%卷响'巴西V.H\_公司以及V[))\研究所采用了立式的疲劳试验装置*!++"一端对海洋柔性管缆施加固定的拉伸荷载"另一端施加交变的弯曲荷载来达到疲劳试验要求'然而"立式的试验装置需要很大的垂直空间"并且很难满足不同试件长度的要求"所以更多的公司采用了卧式的试验装置'1I I L2K14O*!++公司和挪威F,_R]E\c*!%+公司所做的疲劳试验采用了卧式的疲劳设备'卧式的疲劳试验装置和立式的疲劳试验装置本质上并没有太大的区别"也是在一端施加交变荷载"另一端施加拉力#然而"卧式的疲劳试验装置对于竖向空间要求较小"可以在室内实验室中建立"并可以满足不同测试试件长度的要求'图!&!?1I I L2K14O公司卧式端部疲劳测试装置*!++H89/!&!E B1B0K8D0524I20;=42897121L2859P1S8M10=?1I I L2K14O*!++图!!!F,_R]E\c疲劳测试*!%+H89/!!!F,_R]E\c=42897121L2*!%+除了考虑H)A[等浮体结构对海洋柔性管缆结构造成的疲劳问题"一些其他工况"如反复卷管(缆)波浪力等均可能成为疲劳的隐患'为研究反复卷管(缆过程中的疲劳问题"E B10P0K0*!*+采用了如图!"所示的试验装置"通过中间固定曲率的毡座的反复运动施加弯曲交变荷载'海洋柔性管缆的疲劳工况很复杂"其很多工况下都有交变荷载存在'如果要涵盖所有可能发生的疲劳工况"统一规定试验方法及参数是不可能的'所以图!"!E B10P0K0疲劳测试*!*+H89/!"!E B10P0K0=42897121L2*!*+针对不同的疲劳工况"对应不同的试验方案"这也使得疲劳无统一标准可执行"这成为了研究的热点'601`0==O45*!(+等人对疲劳试件以及Y X V[公司的脐带缆疲劳试验数据进行了分析'601`0==O45希望建立可以考虑动态响应和部件之间摩擦的疲劳寿命预测模型'出于这样的目的"他们对疲劳试验进行了研究'第一步是对脐带缆的各力学性能参数进行获取"比如重力浮力)轴向刚度)弯曲刚度等'第二步是用立管分析的方法"输入脐带缆的各参数"对脐带缆的在位工况进行整体分析'这个分析可以确定脐带缆的线型)拉力和最大的弯曲角度'第三步是在第二步完成的基础上"设计防弯器"如图!#所示'第四步则是在第二步中加入防弯器的参数进行整体分析'第五步则是对脐带缆进行疲劳寿命的预测'第六步"也是最后一步"在试验中对管道施加相应的荷载"保证达到与分析中同样的疲劳效果"通过弯曲更小的曲率来加速疲劳'其试验的简图如图!'所示'图!#!601`0==O45防弯器*!(+H89/!#!601`0==O45@15P1K*!(+Copyright©博看网. All Rights Reserved.第%期阎军"等.海洋柔性管缆结构的试验测试技术-*++!-!图!'!601`0==O45疲劳试验简图*!(+H89/!'!601`0==O45=42897121L2*!(+[/`199P4I*!%+针对综合生产脐带缆的在位工况进行了疲劳实验'他的工作是基于对柔性立管疲劳实验的基础"参考,)R_)!*<和,)R_)!*\及,)R A;1M!*6对疲劳实验进行了设计'其疲劳的装置如图!+所示"采用了F,_R]E\c的试验装置'图!+![/`199P4I疲劳测试装置图*!%+H89/!+![/`199P4I=42897121L2P1S8M1P849K4O*!%+648O1<782K490*!-+为模拟脐带缆制作中"钢管被反复弯曲的情况而进行了疲劳试验'他首先模拟钢管缠绕上卷盘的情况"即将钢管弯曲后"再进行扭转"其装置如图!%所示'然后再对钢管进行四点弯曲疲劳试验'为了能够将多根钢管同时进行试验"他研发的装置可同时满足(根钢管进行试验"如图!*所示'图!%!模拟钢管缠绕试验装置图*!-+H89/!%!A8O7I421P L211I;8;1Q85P85921L2P1S8M1*!-+,I45Y0@L05*"&+也针对脐带缆中的钢管进行了图!*!(根钢管同时进行疲劳试验*!-+ H89/!*!A8O7I245107L=42897121L20=(L211I;8;1L*!-+疲劳试验"和648O1<782K490的工作类似'他也先将钢管进行弯曲"然后扭转"模拟其应变历史"然后再进行四点弯曲疲劳试验"如图!(所示'图!(!钢管四点弯曲疲劳试验*"&+H89/!(!H07K.;0852@15P859=42897121L20=L211I;8;1*"&+,I45Y0@L05*"!+还对Y X V[公司的脐带缆做了模拟在位工况的疲劳试验"其装置如图!-所示'他在文章中指出"对于动态脐带缆而言"最严重的疲劳破坏就是由于船体运动和波浪流导致的拉力和曲率的影响"所以在试验中也主要对脐带缆施加相应的拉力和弯矩'在图!-中"对缆远端施加拉力"近端施加弯曲"达到加载效果'图!-!,I45Y0@L05疲劳测试*"!+H89/!-!,I45Y0@L05=42897121L2*"!+Copyright©博看网. All Rights Reserved.-*+%!-海洋工程装备与技术第%卷"/'!其他试验其他还有一些试验主要是针对海洋柔性管缆结构的某些特别需要注意的方面而设计的'例如"海洋柔性管道在轴向压缩荷载作用下的抗拉铠装层的屈曲和%鸟笼&现象研究*""+"如图"&所示#近些年"挪威科技大学A d S 8U*""""#+教授针对海底电缆和海洋柔性立管中由于加工制造导致的结构缺陷对结构性能的影响研究"分别开展了海底电缆不规则导电铜丝的疲劳寿命研究和海洋柔性立管中铠装钢丝和非规则护套的往复摩擦研究"如图"!和图""所示'在图"#中"天津大学余建星*"'+团队针对腐蚀环境)初始缺陷下的钢管外压屈曲传播行为进行了试验测试'图"&!海洋柔性管道的轴向压缩试验*""+H 89/"&!,J 84I M 0O ;K 1L L 80521L 20=O 4K 851=I 1J 8@I 1;8;1I 851L *""+图"!!非规则铜丝疲劳寿命研究*"#+H 89/"!!H 428971I 8=10=8K K 197I 4K M 0;;1KQ 8K 1*"#+!!图""!铠装钢丝和非规则护套的往复摩擦研究*"'+H 89/""!_1M 8;K 0M 4I =K 8M 2805L 27P T 0=4K O 0K 1P Q 8K 145P 8K K 197I 4K L B 142B *"'+图"#!天津大学全尺寸深海压力舱*"++H 89/"#!H 7I I .L M 4I 1P 11;.L 14;K 1L L 7K 1245U0=E 845G 85X 58S 1K L 82T*"++C !结!语海洋柔性管缆结构越来越多地应用于海洋油气资源的开发中"其结构的安全性和可靠性是非常重要的'而现有的国内外规范并没有详细介绍海洋柔性管缆结构测试的具体方法)步骤和失效指标"而仅作为试验测试的指导性文件'因此针对海洋柔性管缆结构在不同的海洋工况)力学性能需求)功能性及特殊应用状况下"应开发与之相对应的试验测试技术和装备"不断丰富海洋柔性管缆结构在各种应用Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第%期阎军"等.海洋柔性管缆结构的试验测试技术-*+*!-!下的测试方法和测试装备"保障海洋柔性管缆结构的安全和可靠'参考文献*!+于成龙/深水气田开发工程模式*6+/船海工程""&!%!'+$.!&%.!&(/37V B159I059/[52B1P1S1I0;O152;K0G1M2O0P185P11;Q421K94L=81I P*6+/A B8;e[M145\598511K859""&!%!'+$.!&%.!&(/*"+郭宏"屈衍"李博"等/国内外脐带缆技术研究现状及在我国的应用展望*6+/中国海上油气""&!"""'!!$.*'.*(/^70`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a4D F,",9784K>,Y"\L21=15AH"124I/\J;1K8O1524I P121K O85428050=4J84I"20K L8054I45P@15P859L28==51L L0= 7O@8I8M4I M4@I1L*V+(()K0M/!*2BR52/V05=/05[==/F1M B/ 45P,K M2/\59/"[F,\"!--(/*!&+V7L20P80,<"a4D F,"\L21=15A H/,L7K S1T052B1 K1L;05L10=L7@L147O@8I8M4I M4@I1L75P1K4J8L T OO12K8M I04P L *V+((!+2B<K4D8I845V059K1L L0=F1M B458M4I\598511K859"!---.""."%/*!!+c4907K4E"R L B88c",@1A"124I/Y1S1I0;O1520=4=I1J8@I1 ;8;1=0K;8;1.85.;8;121M B50I09T*6+/H7K7U4Q4_1S81Q""&&#""'.%-.*+/*!"+)K0@T5R"Y0@L05,"F4K2851D F/,P S45M1L85#.Y H\, 21M B58N71L=0KO124I I8M27@17O@8I8M4I L*V+((E B1A1S1521152B R521K5428054I[==L B0K145P)0I4K\598511K859V05=1K15M1/ R521K5428054I A0M812T0=[==L B0K145P)0I4K\598511K L""&&*/ *!#+F49I724V"_082O45]"a81K0)H"124I/\J;1K8O1524I 1L28O428050=;B T L8M4I;K0;1K281L0=4=I1J8@I1K8L1K*V+(()K0M11P859L"&2B R521K5428054I V05=1K15M105[==L B0K1F1M B458M L45P,K M28M\598511K859![F,\$"_80P164518K0""&&!/*!'+A d S8UA/E B10K128M4I45P1J;1K8O1524I L27P81L0=L2K1L L1L85 =I1J8@I1;8;1L*6+/V0O;721K L e A2K7M27K1L""&!!"(-!"#."'$.""*#.""-!/*!++P1>1O0LY",I@1K20V"a4D F,/H I1J8@I1_8L1KH428971 Y1L89545PE1L2859*V+((E B1H8=21152B R521K5428054I[==L B0K1 45P)0I4K\598511K859V05=1K15M1/R521K5428054IA0M812T0= [==L B0K145P)0I4K\598511K L""&&+/*!%+`199P4I[/E B1R5219K421P)K0P7M2805XO@8I8M4I!R)X$$ 45PY1L895E00I L=0KY11;?421K*V+(([==L B0K1E1M B50I09T V05=1K15M1/[==L B0K1E1M B50I09T V05=1K15M1""&&+/*!*+]1220E,"<0220,/H428971;1K=0K O45M10=K11I1PK8L1K L *V+((,A F\"&&'"#K P R521K5428054IV05=1K15M105[==L B0K1 F1M B458M L45P,K M28M\598511K859/,O1K8M45A0M812T0= F1M B458M4I\598511K LY89824I V0I I1M2805""&&'."#+."'%/*!(+`0==O456"Y7;052?"_1T50I P L</,H428971.>8=1)K1P8M2805 F0P1I=0K F124I I8M E7@1XO@8I8M4I L*V+(([==L B0K1 E1M B50I09T V05=1K15M1/[==L B0K1E1M B50I09T V05=1K15M1""&&!/*!-+<782K4906"Y0T50S c"H0J,/\==1M20=K11I85905L O4I I 7O@8I8M4I27@859=428971*V+((,A F\"&&("*2BR521K5428054I V05=1K15M105[==L B0K1F1M B458M L45P,K M28M\598511K859/ ,O1K8M45A0M812T0=F1M B458M4I\598511K LY89824IV0I I1M2805""&&(.#++.#%'/*"&+Y0@L05,/\==1M20=L2K485B8L20K T05L211I27@17O@8I8M4I *V+((,A F\"&&*"%2BR521K5428054IV05=1K15M105[==L B0K1 F1M B458M L45P,K M28M\598511K859/,O1K8M45A0M812T0= F1M B458M4I\598511K LY89824I V0I I1M2805""&&*.!+!.!%"/*"!+Y0@L05,"H099Y/H42897121L285945P454I T L8L0=4P11;Q421K L211I27@17O@8I8M4I*V+((,A F\"&&("*2B R521K5428054IV05=1K15M105[==L B0K1F1M B458M L45P,K M28M \598511K859/,O1K8M45A0M812T0=F1M B458M4I\598511K L Y89824I V0I I1M2805""&&(.!##.!'&/*""+,O4K4521_F")1L M1V)"A4528490_V"124I/A2K7M27K4I @1B4S80K4L L1L L O1520=4=I1J8@I1;8;175P1K4J84I M0O;K1L L8S1 I04P L7L859P89824I8O491M0K K1I42805*6+/607K54I0=2B1 <K4D8I845A0M812T0=F1M B458M4I A M815M1L45P\598511K859""&!("'&!-$.'*!/*"#+]4L72805H)"A d S8U A"<1K91A/\J;1K8O1524I45P=85821 1I1O152454I T L8L0==428971L2K1592B=0K#&&OO"M0;;1K;0Q1K M05P7M20K*6+/F4K851A2K7M27K1L""&!'"#-.""+."+'/*"'+Y48E"A d S8UA"31]/,5458L02K0;8M=K8M2805O0P1I85505.@05P1P=I1J8@I1K8L1K L*6+/F4K851A2K7M27K1L""&!("+-.'"#.''#/*"++李牧之"余建星"余杨"等/含腐蚀及椭圆度缺陷管道的动态屈曲传播研究*6+/中南大学学报.自然科学版""&!-!+$.!!%+.!!*"/>8F7D B8"376845J859"373459"124I/_1L14K M B05P T54O8M @7M U I859;K0;49428050=;8;1I851Q82B M0K K0L80545P0S4I82T *6+/607K54I0=V152K4I A072B X58S1K L82T!A M815M145P E1M B50I09T$""&!-!+$.!!%+.!!*"/Copyright©博看网. 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海底非粘结性柔性管道技术的研究王东;尉晓妮【摘要】在深海和边际油田开发的过程中，非粘结性柔性管的应用大大降低了工程建设的综合运营成本。
国内生产制造工艺、铺设安装以及铺管设备等技术水平，与世界先进技术水平还有很大差距。
重点介绍了非粘结性柔性管的结构、铺设设备的选择及安装铺设方法。
%In the process of developing the deep sea and the marginal oilfield, application of the un-bond flexible pipe greatly reduces the cost of the construction of the project. There is a big gap between domestic technical level of manufacturing, laying and installation, pipe laying equipments and the world's advanced technology level. In this paper, the structure of the un-bond flexible pipe was introduced as well as choice of laying equipment and the method of installation and laying.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】2页(P602-603)【关键词】非粘结性柔性管;深水;铺设【作者】王东;尉晓妮【作者单位】中海油天津管道工程技术有限公司，天津塘沽 300452;陕西渭河煤化工集团有限责任公司，陕西渭南 714026【正文语种】中文【中图分类】TE832目前海洋用管道主要分为管线钢钢管和柔性管，而柔性管在抗弯曲变形和抵抗涡激振动引起的疲劳损伤方面具有明显的优势。
海底柔性管道的安装及应用石磊;李文年【摘要】柔性管道与普通钢管相比,在抗腐蚀性和铺设速度等方面有许多优势,其在海洋石油行业的应用广泛.以实际生产项目为例,介绍了海底柔性管道作为油气混输管道时的安装方法和过程.海底柔性管道将逐步应用于深海油田开发领域,为今后海底柔性管道在深海的安装和应用提供参考.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P26-28)【关键词】柔性管道;安装;应用;注水;通球【作者】石磊;李文年【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300451;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518067【正文语种】中文【中图分类】TE80 引言柔性管道在国际海洋石油工业中已得到广泛的应用，如用于连接平台、浮体、海底装置等的跨接管线和油气水输送管线。
据统计，国际上FPSO(浮式生产存储装置)的海底立管采用柔性管的比例已占85%以上[1]。
据OFFSHORE报道，截至2006年，国外已建成3 600多套水下井口装置，石油公司已把目光投向3 km深海[2]。
在许多情况下，必须使用或优先考虑柔性管道[3]。
目前，柔性管道在国内油气田开发中的应用也在逐渐增多，文中以某项目新建柔性管道的安装为例，介绍柔性管道在海底油水混输管道中的应用。
1 海底柔性管道的主要设计参数柔性管道主要由起密封作用的高分子材料与起加强作用的金属材料组成，加强结构可以采用粘结与非粘结两种形式[4]。
粘结管的密封橡胶材料与加强金属材料通过粘结剂粘结在一起，而非粘结管的密封聚合物材料与加强金属材料之间无粘结剂，可以发生相对滑动[5]。
在此项目中，新建柔性管道为非粘结形式，其主要设计基础数据为：设计压力6.26 MPa，出厂测试压力10.5 MPa，安装后水压试验压力7.07 MPa，设计温度105 ℃，最大操作温度98 ℃，设计水深150 m，管道内径298.5 mm，管道外径446.8 mm，长度为1 070 m.柔性管道的结构和工艺较为复杂[6]。
深水柔性管道铺设过程的动态仿真陈金龙;阎军;卢青针;杨志勋;岳前进【摘要】针对深水柔性管道铺设的一般过程,将铺设过程离散成若干典型工况,并通过非线性时域有限元法实现铺设过程的动态仿真分析.阐述仿真所涉及的基本方程、模型与基本单元、载荷工况与动态响应统计的具体处理技术.以水深1 000 m柔性管道的铺设为例,着重展示动态仿真技术在铺设设计中的应用.分析实例表明:通过非线性时域动态分析技术对深水柔性管道的铺设过程进行仿真是可行的,可以有效地为铺设设计提供指导.【期刊名称】《计算机辅助工程》【年(卷),期】2017(026)004【总页数】7页(P7-13)【关键词】柔性管道;深水铺设;铺设设计;附属构件;数值仿真;非线性时域分析;极值分析;载荷工况【作者】陈金龙;阎军;卢青针;杨志勋;岳前进【作者单位】大连理工大学工程力学系,辽宁大连 116024;大连理工大学工程力学系,辽宁大连 116024;大连理工大学海洋科学与技术学院,辽宁盘锦 124221;大连理工大学工程力学系,辽宁大连 116024;大连理工大学海洋科学与技术学院,辽宁盘锦 124221【正文语种】中文【中图分类】TE53;TB115.1海洋柔性管道的铺设有其特有的铺设装备和工艺流程，依据入水方式的不同，又分为水平式铺设与竖直式铺设2种形式。
[1-2]国内对柔性管道铺设的研究正处于起步阶段，在铺设装备、工艺流程等方面也有一定的研究[3-6]，并且在一些浅水油气田有过成功铺设的经验，但对深水(水深大于500 m)柔性管道铺设领域的关键技术研究与实际操作经验都比较缺乏。
深水柔性管道铺设设计的关键技术之一是对铺设过程的仿真分析，即模拟管道铺设过程，分析其载荷与响应，需要应用柔性管道整体分析技术。
国内对柔性立管在位线形的整体分析技术已有较多研究[7-11]，而对于柔性管道铺设过程的仿真分析技术却少有研究[12]。
一直以来，柔性管道铺设是基于静态分析技术获取管道的内力与变形，并将结果乘以动力放大倍数作为设计依据。
DOI ：10.3969/j.issn.1001-2206.2023.02.013柔性立管第二端垂直铺设设计与应用卢维强1，段立志1，杨春2，王杰文1，周健伟11.深圳海油工程水下技术有限公司，广东深圳5180002.海洋石油工程股份有限公司安装分公司，天津300450摘要：以中国南海流花某油田FPSO 的柔性立管第二端铺设工程应用为例，描述利用垂直铺设系统铺设柔性立管第二端的工艺流程。
重点介绍柔性立管第二端通过垂直铺设系统导向轮和传递至FPSO 的施工步骤，建立柔性立管第二端数值模型，分析其通过垂直铺设系统时的受力情况；同时，研究了工程应用中绞车钢丝绳存在的干涉问题和解决方案。
研究成果解决了柔性立管较长第二端垂直铺设问题，并在工程实践中成功应用，可为类似的柔性立管铺设项目提供一定的参考。
关键词：深水；柔性立管；第二端；防弯器；垂直铺设Design and application of vertical laying of the second end of flexible riserLU Weiqiang 1,DUAN Lizhi 1,YANG Chun 2,WANG Jiewen 1,ZHOU Jianwei 11.COOEC Subsea Technology Co.,Ltd.,Shenzhen 518000,China2.Offshore Oil Engineering Co.,Ltd.Installation Branch Co.,Tianjin 300450,ChinaAbstract：Taking the laying project of the second end of the flexible riser of an FPSO in an oilfield in Liuhua in the South China Sea as an example,this paper describes the technological process of laying the second end of the flexible riser by using the vertical laying system.In addition,the laying steps of the second end of the flexible riser passing through the guide wheels of the vertical laying system and being transferred to the FPSO are introduced emphatically,and a numerical model of the second end of the flexible riser is established to analyze the force of the second end of the flexible riser when it passes through the vertical laying system.At the same time,the interference of winch wires in engineering applications and corresponding solutions are studied.The research solves the vertical laying problem of the long second end of the flexible riser and has been successfully applied in engineering practice.Therefore,it can provide a reference for similar flexible riser laying projects.Keywords：deep water;flexible riser;second end;bend stiffener;vertical laying海洋石油工程中的柔性立管由金属材料与非金属材料多层复合组成，能承受较大的压力，具有良好的弯曲性能，易回收，易铺设，可重复利用，广泛应用于浅水和深水领域，是海洋油气开发所必需的装备之一[1]。
浅海柔性管道修复技术研究作者：张晓灵梁国庆王志伟俞桑杨加栋蒋晓斌来源：《科技创新导报》 2012年第8期张晓灵梁国庆王志伟俞桑杨加栋蒋晓斌(中海油能源发展管道工程公司天津 300452)摘要：柔性管道作为新型海底油气输送设备逐步应用于海洋油田开发领域,在浅海中使用国产柔性管道可以有效降低开发成本。
最近,中海油在渤海和南海浅海区域都铺设了国产柔性管道,本文在柔性管道损坏原因分析和漏点检测的基础上对其修复技术进行研究,希望能为今后浅海柔性管道的修复提供参考。
关键词：柔性管道损坏检测修复中图分类号:TE8 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)03(b)-0013-021 背景柔性管道在国际海洋石油工业中的已得到广泛的应用,国际上FPSO的海底立管采用柔性管的比例占85%以上,其他如用于连接平台、浮体、船舶、输油管线、海底装置的跨接管线,油气水输送管线等。
与传统的钢制管道相比,柔性管道有易铺设、抗腐蚀性好、可回收及可承受较大的弯曲变形等很多突出的优点。
我国的海洋石油开发技术也正在飞速发展,对海洋石油柔性管道的需求也大大增加,但是大多采用国外公司产品,如Wellstream、CoFlex,NKT等,价格昂贵, 采办周期长。
近来,中海油在JZ9-3W和W6-1油田铺设了国产柔性管,进行了有益的尝试,与国外产品相比,国产柔性管道具有价格便宜,供货及时,服务和维修便利等特点。
本文针对国产柔性管在铺设和使用中发现的一些问题以及常见损坏原因进行了调查分析,研究了漏点检测的方法,提出了修复方法与技术。
2 柔性管铺设方法一般地,对于海底管道的铺设方法主要有：拖拽式铺管法、卷筒式铺管法、J型铺管法和S 型铺管法。
其中拖拽铺设方法适合滩涂岸边或浅海的管道铺设,S型铺设方法适用于浅海(10-450米)管道铺设,J型铺设方法适用于深海及大口径管道铺设,卷筒式铺设方法适用于柔性好的小直径管道。
柔性管道自身柔性好的特点适用于卷筒式铺管法。
