深水海底管道铺管设备技术现状与国产化设想
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海底管道工程设计与施工技术研究
海底管道工程是连接陆地与海洋的重要交通通道,随着现代工程技术的不断发展,海底管道工程设计与施工技术也越来越受到重视。
涵盖了各种方面,包括管道材料的选择、海底地形的测量、设计方案的优化等等。
在这篇论文中,我们将深入探讨海底管道工程设计与施工技术的相关问题,并提出一些解决方案。
首先,海底管道工程设计与施工技术的研究是一个复杂而细致的过程。
在设计方面,我们需要考虑到海底地质条件、水深、海底生物环境等多种因素,以确保管道能够安全、稳定地运行。
此外,管道的材料选择也是至关重要的,不同的海域环境需要不同材质的管道来适应。
其次,在施工技术方面,海底管道工程也面临诸多挑战。
比如,在海底地形复杂的地区,施工人员需要利用先进的技术手段来确保管道的准确铺设。
此外,海洋环境的不可预测性也给施工工作带来了一定的困难,比如恶劣天气可能导致工程延误等问题。
在实际项目中,海底管道工程设计与施工技术的研究已经得到了广泛的应用。
例如,我国南海地区海底油气管道的建设,就充分展现了先进的设计和施工技术。
海底管道工程设计与施工技术的研究不仅可以促进海洋资源的开发利用,还可以推动海洋工程技术的进步。
梳理一下本文的重点,我们可以发现,海底管道工程设计与施工技术
的研究是一个具有重要意义的课题,我们需要加大研究投入,不断完善设计方案和施工技术,以应对日益严峻的海洋环境挑战。
通过不懈的努力和持续的研究,相信海底管道工程设计与施工技术将会取得更大的突破,为我国海洋事业的发展做出更大的贡献。
科技成果——深海海底管线卷管式铺设关键技术成果简介海底油气资源开采包括探油、采油、运输等三大环节,海底管线是油气运输重要手段,目前深远海海底管线的铺设技术是制约我国深远海油气资源开采利用的关键瓶颈之一。
海底管道是深水油气田开发工程建设的一个重要组成部分,须采用深水铺管作业船及船载铺管设备进行安装。
目前国内还不具备该类工程船舶的设计能力,深水海底管道铺设技术的研究也刚刚起步,现有工程设计能力、设备状况和作业能力等都不能满足我国开发深海油气资源的战略发展要求。
因此,对深水海底管道铺设技术的研究是非常必要的,也符合我国石油工业向深海进军的战略要求。
卷管式铺管法是一种在陆地预制场地将管道接长,卷在专用滚筒上,然后送到海上进行铺设的方法。
卷管式铺管法铺设效率高、费用低、可连续铺设、作业风险小。
卷管式铺管船既可以用于深海,也可用于浅海,但是管道直径不宜过大。
一般而言,因受自身承应力的限制,用于卷管式铺管的而言,因受自身承应力的限制,用于卷管式铺管的钢质管管径最大不能超过406.4mm。
随着技术的进步,目前已有少数卷管式铺管船突破了这个限制。
国内尚没有自主开发的卷管式铺管系统,由于核心技术的封锁,必须走消化吸收、自主研发的道路。
在缺乏设计技术资料的情况下,开展实验室模拟试验工作,有助于更好地了解卷管式铺管过程甄别核心影响因素,为自主设计研发卷管式铺管系统提供科学依据。
1、开发大型的整管弯管模拟装置,能实现多次反复弯曲,建立管道反复弯曲大变形能力的测试方法;2、研究确定大变形管道的焊接方法,开发高效焊接工艺;3、研究管道焊接无损检测技术;4、研究大变形焊接管道的性能评价方法,建立基于应变的工程临界评估技术。
针对深海油气输送管道“卷管式”铺设,技术成果形成集焊接、检验、安全性评估为体系的大变形管道成套高效焊接解决方案。
卷管式铺管法铺管效率高,费用低;适合于深水区域的管道铺设;卷管最大管径为457.2mm,最大作业水深可达1800m。
海底管道修复技术及我国的发展状况陈晨;陈社鹏;谷风涛【摘要】The classification, cause of damage and repair technology of the submarine pipelines are described. The development goals of the repair technology of the submarine pipelines are proposed according to its domestic development status.%阐述了海底管道的分类、损坏原因及修复方法. 针对目前国内海底管道维修技术的现状, 提出了海底管道维修技术的发展目标.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】5页(P59-63)【关键词】海底管道;修复;钢套袖;腐蚀;法兰连接器;三通【作者】陈晨;陈社鹏;谷风涛【作者单位】中国石油天然气管道局国内事业部;中国石油天然气管道应急抢险中心;中国石油天然气管道应急抢险中心【正文语种】中文【中图分类】TQ055.80 引言海底管道是海上油气田开发和建设的重要组成部分,它是油、气集输和外输的最主要的方式。
随着世界海洋能源的快速发展,海洋开发也日趋频繁,从1954年Brown&Root公司在美国墨西哥湾铺设世界上第一条海底管道以来,世界各国铺设的海底管道总里程已达十几万公里。
而我国海底油气管道的发展仅有20多年的历史,目前我国海底管道已超过4.0×103km [1]。
从我国海洋石油2015年的远景规划来看,海洋能源的开发将是我国能源战略的重要方向。
1973年我国首次在山东黄岛采用浮游法铺设了3条500 m从系泊装置至岸上的海底输油管道。
自那时至今,我国海底管道大部分已进入了服役中后期,事故频发已经危及海底管道的运行安全。
本文主要从海底管道维抢修技术方面阐述海底管道的失效形式和修复方法。
深水海底管道铺设技术研究进展+李志刚, 王琮, 何宁, 赵冬岩摘要:海底管道作为最重要的海洋石油天然气的运输方式,发展速度逐步加快,对于海底管道的铺设方法和主要铺设工具——铺管船,也提出了更高的要求。
本文介绍了目前普遍使用的几种铺管方法以及世界先进的不同类型铺管船的发展和使用情况,并作了比较与讨论。
作者认为我国在铺管技术以及铺管船的研发及应用方面与国外先进水平相比存在相当大的差距,特别是在深海铺管技术方面差距更为明显,应当充分学习消化已有的成功经验,开展相关领域的研究工作。
关键词:深水, 海底管道, 铺管方法, 铺管船An Overview of Deepwater Pipeline Laying TechnologyLI Zhi-gang, WANG Cong, HE Ning, ZHAO Dong-yan,(Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tanggu, Tianjin)Abstract: The subsea pipeline, regarded as the most important transportation way of offshore oil and gas, is developing rapidly. Consequently, the pipe laying techniques and vessels are considered as critical and characteristic in its application. In the context, the latest deepwater pipeline laying technologies and the various advanced pipe laying barges are introduced and the corresponding comparison and discussion are presented as well. The authors suggest that China should absorb and digest the internationally advanced pipeline laying techniques and pipe laying facilities to make up for the gap existed in the research and application of pipeline laying technologies, especially in the deepwater field.+国家863计划资助课题(2006AA09A105)。
深水海底管道铺设技术研究进展+李志刚, 王琮, 何宁, 赵冬岩摘要:海底管道作为最重要的海洋石油天然气的运输方式,发展速度逐步加快,对于海底管道的铺设方法和主要铺设工具——铺管船,也提出了更高的要求。
本文介绍了目前普遍使用的几种铺管方法以及世界先进的不同类型铺管船的发展和使用情况,并作了比较与讨论。
作者认为我国在铺管技术以及铺管船的研发及应用方面与国外先进水平相比存在相当大的差距,特别是在深海铺管技术方面差距更为明显,应当充分学习消化已有的成功经验,开展相关领域的研究工作。
关键词:深水, 海底管道, 铺管方法, 铺管船An Overview of Deepwater Pipeline Laying TechnologyLI Zhi-gang, WANG Cong, HE Ning, ZHAO Dong-yan,(Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tanggu, Tianjin)Abstract: The subsea pipeline, regarded as the most important transportation way of offshore oil and gas, is developing rapidly. Consequently, the pipe laying techniques and vessels are considered as critical and characteristic in its application. In the context, the latest deepwater pipeline laying technologies and the various advanced pipe laying barges are introduced and the corresponding comparison and discussion are presented as well. The authors suggest that China should absorb and digest the internationally advanced pipeline laying techniques and pipe laying facilities to make up for the gap existed in the research and application of pipeline laying technologies, especially in the deepwater field.+国家863计划资助课题(2006AA09A105)。
海底管道铺设技术及发展作者:王朝袁晓林于振华陈俊来源:《城市建设理论研究》2013年第29期摘要:目前,路上油气资源相当匮乏,面对这种情况,世界各国都把目光转向了海洋是有种海洋油气资源的开发。
海地管道铺设技术需要在海上建设各类采油平台、钻井以及油气资源的输送设施,这期间为了解决深海油气资源的技术难题,相关企业做了不少的研究和总结。
本文通过对海地管道铺设技术特点及铺设方法进行了简单介绍,并且明确了其发展方向。
关键词:海地管道;铺设技术;发展中图分类号: P756.2 文献标识码: A1 前言当今世界,各国都把目光瞄向了海洋油气资源在海洋石油中的开发,而此类开发需要在海上建设各类采油平台、钻井以及油气资源的输送设施,而各国目前采用的都是以海底管线作为海洋油气资源的主要输送方式,因此,海底管道成为了海上油气田开发的重要组成部分,并且是油和气的主要外输手段。
随着海洋经济的不断发展,海地管道的数量也在日益增加。
因此,对于海底管道铺设的施工技术和该技术的发展研究,成了目前我国海洋工程建设工程的主要课题。
2 海底管道工程简介海底油气输送管道是指水位最高时,位于海面以下的那部分直径为20cm至lm的管道,是海上油气田开发中油气传输的主要方式,也称为海洋油气生产系统中的“生命线”。
我国的海底油气管道是近20年发展起来的。
据统计,我国于2005年建成的海底输油管道,总长度超过3000km,这项工程形成了具有中国近海特色的专有技术能力,而且使得工程技术人员基本掌握了百米水深以内的海底油气管道施工设计与技术。
海底管线按其使用目的可分为内部转运平台、管线和外部输管的水、连接管线或化学品运输管线等类型。
海底管道的铺设状态包括三种形式:挖沟不埋管道、平铺在海床上的管道、挖沟浅埋管道。
海底管道的运行状态除包括上述的铺设状态外,还包括因波浪或地形、海流的冲刷和淘蚀作用导致的悬空状态。
我国目前研究的海地管道工程的内容主要有:管道施工技术、海底管道安全状态评估以及管道疲劳寿命分析评估。
海洋管道工程发展现状海洋管道工程是指将管道敷设在海底,用于输送油气、水、电力等资源的工程项目。
随着能源需求的不断增长和资源开发的深入推进,海洋管道工程也越来越重要。
目前,海洋管道工程在全球范围内发展迅速,成为国家经济发展和能源战略的重要组成部分。
海洋管道工程的发展可分为三个阶段。
第一阶段是传统海洋管道工程,主要用于油气输送。
这些管道大多采用焊接钢管,敷设在浅海区域,输送能力有限。
第二阶段是远程海洋管道工程,主要用于长距离油气输送。
这些管道大多采用高强度钢管、复合材料管或钢塑复合管,敷设在深海区域,输送能力更大。
第三阶段是综合海洋管道工程,主要用于多种资源的综合输送。
这些管道可以同时输送油气、水、电力等多种资源,有利于资源的共享利用和综合开发。
随着科技进步和工程技术的不断创新,海洋管道工程也在不断完善和发展。
一方面,管道材料和敷设技术不断改进,使得海洋管道的耐腐蚀性、抗压性和耐环境影响能力得到提升。
另一方面,监测和维护技术的进步,使得海洋管道的安全性和可靠性得到提高。
例如,声学监测和机器视觉技术可以实时监测管道的运行状态,红外热成像技术可以快速检测管道的温度变化,无人机和水下机器人可以进行巡检和维护工作。
近年来,全球范围内的海洋管道工程规模不断扩大。
我国作为世界第二大经济体,也在积极发展海洋管道工程。
例如,中国海油集团投资建设的中国俄罗斯东线天然气管道项目,是全球最长的陆上和海底管道项目之一,将输送大量俄罗斯天然气到中国。
此外,中国还拥有世界上最大的液化天然气运输船队,进一步促进了海洋管道工程的发展。
尽管海洋管道工程的发展前景广阔,但也面临着一些挑战。
首先,海洋管道工程涉及到复杂的海洋环境和地质条件,风浪、海底地形和地震等因素都会对管道的安全性和可靠性产生影响。
其次,海洋管道工程需要大量的投资和专业人才,技术和资金实力相对较弱的国家往往面临着困难。
另外,海洋管道工程还面临着环境保护和生态保护的压力,需要在经济发展和生态环境之间寻找平衡。
国外铺管方法与铺管船研究现状及发展趋势一、铺管方法随着世界海洋石油的大面积开发,对深水起重铺管船的需求垣越来越大。
随着世界海洋石油不断向深水发展,对深水起蘑铺管船的性能要求也越来越高。
世界海洋石油工业的高速发展推动了深水起霞铺管船的快速发展,也带动了起重铺管船装备的快速发展。
我国的深水油气开发虽然起步较晚,但发展势头之猛、发展速度之快,令世人瞩目。
但我国的深水油气田开发的施工装备与国外仍有一定的差距。
近年来,国家加大了研发投入力度,相关的企业也加快了市场开发步伐,希望能够为此提供一些有益的参考。
铺管方法主要有拖管法、S形铺管法(S-lay)、J形铺管法(J.1ay)、卷简式铺管法(Reel lay and Carousel lay)以及垂直铺管法:(vertical lay)1、拖管法在近海浅水区铺设海底管道时,通常采用拖管法,拖管法中的管道一般在路上组装场地或在浅水避风水域中的铺管船上组装成规定的长度,然后用起吊装置将管道吊到发送轨道上,再绑上浮筒和托管头,用拖船将管道拖下水,按预定航线将管道就位、下沉,最后将各管道对接,完成管道铺设全过程。
目前拖管法已经发展为4种方式:浮拖、水面下拖行、离地拖和底托。
1.1 浮拖浮拖是利用浮筒调节管道浮力使其漂浮在水面上,然后再用大马力主拖牵引管道首段延既定航线航行,尾拖轮牵引管道尾端控制其横向漂移以保证管道安全。
浮拖法主要应用于海面风浪较小的海域,受管道尺寸、海水流速、拖轮大小等因素限制,每次浮拖的管道长度从几百米到几千米不等。
1.2水面下拖行水面下拖行与浮拖法相似,只是将管道位置调整到水面下一定深度进行拖行。
与浮拖法相比,水面下拖行的管道受风、波浪等环境载荷的直接作用较小,管道更安全。
1.3 离底托离底托是利用浮筒和拖链将管道悬浮在海床以上一定高度,再由水面拖轮进行牵引前进,既减小了海面风浪的影响,又避开了海底障碍和地形起伏,因而适应围较广。
离底托法中需要根据管道尺寸、允许及还留等环境条件计算浮筒、拖链的个数和间距,施工工艺比较复杂。
海底管道下沉与铺设技术研究与应用海底管道下沉与铺设技术是一种在海洋环境下实施管道铺设的方法,主要用于输送油气、水和电力等资源的管道系统。
它在能源交通和海洋发展方面具有重要意义,可以促进国际贸易、加强经济合作,同时也为海洋的可持续利用提供了动力。
本文将对海底管道下沉与铺设技术进行研究,并探讨其在实际应用中的问题和前景。
海底管道下沉与铺设技术的研究是为了解决海洋资源开发和利用过程中的难题而进行的。
传统的管道铺设技术需要大型施工船和昂贵的设备,而海底管道下沉与铺设技术则可以通过在海洋底部进行施工并利用自然力将管道下沉至预定位置,从而减少了施工成本和时间。
该技术的应用领域广泛,不仅用于油气输送和供水管道,还用于海底电力输送和海水淡化工艺。
海底管道下沉与铺设技术的核心是下沉过程中的控制和定位。
在管道下沉过程中,需要确保管道的准确下沉到指定的位置,并且保持正确的水平和垂直状态。
为了实现这一目标,研究人员采用了各种先进的技术手段,如定位系统、水下机器人和潜水员辅助作业等。
这些技术手段的应用可以提高下沉过程的准确性和效率,降低施工风险,并减少对海洋环境的影响。
海底管道下沉与铺设技术的应用也面临一些挑战和困难。
首先是施工环境复杂,海洋底部常常存在大量的泥沙和岩石等障碍物,这给下沉和铺设过程带来了困难。
其次是海洋环境的恶劣条件,如潮汐、海浪、水流和海底地形的不平坦等,也对施工造成了不利影响。
为了应对这些挑战,研究人员不断改进和创新技术手段,例如使用先进的材料、开发新的装备和改进工艺流程等。
海底管道下沉与铺设技术的应用前景非常广阔。
随着能源需求的增长和能源贸易的扩大,海底管道下沉与铺设技术将发挥越来越重要的作用。
以天然气管道为例,通过海底管道的输送可以打破先前依赖陆上管道的限制,降低运输成本,并且可以实现全球范围内的天然气资源开发和利用。
此外,海底管道下沉与铺设技术也可以应用于海洋发电和海洋勘探开发等领域。
因此,继续加强海底管道下沉与铺设技术的研究和应用具有重要意义。
国外海洋钻井隔水管与国产化研究建议随着近几年海洋钻井技术的不断发展,隔水管的应用也日益广泛。
隔水管是指在海洋石油钻井过程中,在上游和下游之间建立的防止海水混合的隔离装置。
它的特性在于减少海水的渗入,从而更有效地保护海洋石油钻井场地的安全。
近年来,隔水管一直由国外公司,如美国、英国、德国等,生产和供应给中国市场。
由于其等外国公司的垄断地位,我国相关行业的升级更新受到了极大的限制,钻井的成本也不断上升,影响了该行业的发展。
因此,在“产业转型+创新发展”的战略下,我国也需要发展和利用本土化技术研发隔水管,以满足海洋钻井的需求。
由于中国市场的巨大需求,开发本土化技术产品将有助于缓解中国行业的升级更新能力不足,促进该行业的经济增长。
为了发展和利用本土化技术研发隔水管,我们需要首先从技术研究开始。
根据实际应用情况,首先明确用于隔水管开发的技术条件,包括材料选择、抗紫外线性能、结构强度等。
针对不同的条件,可以确定合适的技术解决方案,完善开发新型隔水管的技术参数。
其次,加强人才培养,建立专业的研究机构,推动钻井行业的技术进步。
具体的,可以在院校加大隔水管相关专业的教学和科研,引入外部尖端技术,丰富隔水管研究的思路。
同时,可以聘请优秀的外部专家或技术人员,以进一步提升隔水管开发的科学水平和质量。
最后,开展大规模的试验和实践,为新型隔水管的发展提供有力的技术经验和参考依据。
在这一过程中,可以深入实地考察,进行大规模的试验,以期获得更多的隔水管实际应用经验,从而更好地改进和完善隔水管设计,实现钻井行业的本土化生产。
综上所述,发展和利用本土化技术研发隔水管,可以极大地改善海洋钻井行业的经济效益,同时增强我国自主创新能力,促进国产化进程。
在相关政策的支持下,我们将抓紧时间,积极推进隔水管的研发和国产化,以期为海洋钻井行业的发展提供持续的技术支持。
海洋油气管道现状及新技术的研发作者:张明来源:《科技传播》2013年第07期摘要本文介绍了海底管道工程的发展及国内外现状,由于受装备和技术的限制,我国的海洋管道不仅起步晚,而且海洋管道的设计、施工总体水平与国际先进水平相比存在较大差距。
并且介绍了海底管道工程部分新技术,包括管道抗腐蚀技术、管道修复技术,对了解和研究海底管道工程具有一定指导作用。
关键词海底管道工程;海洋油气管道;新技术研发中图分类号TE5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)88-0039-021 海洋油气管道现状近年来随着我国经济的不断发展,油气资源的勘探任务越来越重,国内各大油田在加紧部署人力、物力进行老油区的精细化管理的同时,也不断扩大油气勘探区域。
尤其加大了对浅海的开发力度。
随着我国海洋油气开发力度的加大的同时,海底管道建设的步伐也不断加快。
目前,中海油凭借自己得天独厚的地理优势,已经成为我国海洋油气勘探开发的主力军,沿海地区的管道建设大部分由中海油来承建。
中石化在胜利油田的开发下也是占据了渤海湾的大片水域,进行浅海油气的开采,随之而来的海底管线施工日益加剧。
除此之外,中石油也是不甘于陆地管线的长距离运输,早已对沿海油田进行了调研和规划。
通过中石油管道局在渤海月东油田海底管道完工之际,已经向外界高调宣布进军海洋领域,这意味着我国海洋油气管道建设市场将迎来新的挑战和机遇,尤其是对于推进我国海洋油气资源勘探和开发意义重大。
众所周知,陆地石油资源已经不能满足各国的经济发展需求,并且随着全球陆上油气资源开采进入枯竭期,已经不可能投入巨大的人力和物力去开采,我们只能向海洋要资源,要油气。
特别是在我国油气资源处于衰老期、枯竭期,油气资源已经远远不能满足国内经济的发展,中石化将近80%的原油需要进口,面对海上石油运输存在的危险和隐患,需要利用海底管道进行大量的原油运输,加大海洋油气管道的建设已经是迫在眉睫。
据行内有关人员统计,自从在美国墨西哥湾铺设第一条近海管道以来,在全球各个不同区域,包括英国北海、美国墨西哥湾、地中海、澳大利亚、拉丁美洲、东南亚和我国沿海,已建设了数10万公里的海底管道。
深海海底管道建设与维护技术研究深海海底管道的建设与维护是海洋工程领域的重要课题,它对于国家能源战略和海洋资源开发有着重大意义。
本文将对深海海底管道建设与维护技术进行研究,探讨其应用、挑战和发展方向。
在深海地区,海底管道是传输油气、水、电力和信息等重要资源的主要方式之一。
由于深海环境的极端恶劣特性,如高压、低温、海底地震、海底沉积物移动等,深海海底管道建设与维护面临许多挑战。
为了确保管道的安全运行和高效利用,科学技术人员们开展了广泛的研究工作。
首先,深海海底管道的建设需要考虑设计和材料选择。
高品质的管道设计与材料也是确保海底管道安全运行的重要措施。
为了满足设计要求,抗应力开裂、腐蚀和高温性能可以进一步改进。
此外,进一步分析管道对地震和其他自然灾害的抗性,并在设计中加入相应的自适应措施,以提高其抗震性和防灾能力。
其次,深海海底管道的施工技术是实现管道建设的核心环节。
深海海底管道施工的要求更为复杂,需要克服水深、水压和海底地貌等挑战。
目前,常用的施工方法包括浮式平台架设、水下焊接、定向钻探、管道铺设等。
在施工期间,科学技术人员们还需要开展难题解决研究,如如何在复杂海底地质条件下准确判定钢管的进程定位和保持偏差较小等。
第三,深海海底管道的维护技术对于管道的长期运行至关重要。
深海环境的恶劣条件使得管道容易受到腐蚀、损坏和海底地震等自然灾害的影响。
因此,定期检查和维护管道是必不可少的。
目前,测量技术、检测技术和维修技术等方面的研究进展迅速,如超声波检测、电磁检测、水下机器人技术等。
这些技术可以有效地检测管道的健康状态并准确发现潜在问题,为维护工作提供了有力的支持。
此外,深海海底管道建设与维护还面临一些挑战和未来发展方向。
首先是环保问题。
深海海底管道建设和维护会对生态环境带来一定的影响,如底栖生物的生存和海底地质的稳定性。
因此,在管道建设和维护过程中需注意环保问题,并采取相应的措施减小对环境的影响。
其次是管道的智能化发展。
关于海上起重铺管船关键技术与自主创新的几点建议张大朋;朱克强【摘要】3000吨海上起重铺管船是我国自主研制的具有世界先进水平的铺管工程船。
对我国的海洋开发具有重要的意义。
以3000吨级海上铺管起重船为代表,介绍了我国在海洋工程领域的发展历程,阐述了我国在海洋工程装备领域取得的关键技术与自主创新成果。
以期对未来我国海工装备制造技术的发展提供参考与启示。
%The 3000 tons offshore pipe-laying crane vessel is ourself-developed project pipelay vessel with the world advanced level. And it has the vital significance to the marine exploitation in China. Taking the 3000 tons offshore pipe-laying crane vessel as an ex-ample, this paper introduced the development process in the field of marine engineering in China and described the key technology and independent innovation achievements we have made, which would provide reference and inspiration for the future development of marine equipment manufacturing of our country technology.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】1页(P5-5)【关键词】起重铺管船;海洋工程;关键技术;自主创新【作者】张大朋;朱克强【作者单位】宁波大学海运学院,浙江宁波 315211;宁波大学海运学院,浙江宁波 315211【正文语种】中文铺管船按照作业水深一般划分为超浅水、浅水和深水[1]。
海底管道铺设工程施工中的施工技术与工艺改进与创新海底管道铺设工程是一项重要且复杂的任务,它涉及到诸多技术与工艺的应用,需要各方面的协同合作。
随着科技的不断发展,施工技术与工艺在海底管道铺设工程中也不断进行改进与创新,旨在提高工程效率、降低成本、增强工程安全性。
本文将围绕施工技术与工艺进行探讨与分析。
首先,防腐技术是海底管道铺设工程中至关重要的一项技术。
由于海水中丰富的盐分和氯离子等物质的存在,海底管道会受到不同程度的腐蚀。
因此,在施工过程中采用一种高效的防腐技术显得尤为重要。
近年来,一种被广泛应用的技术是外层涂覆防腐。
它通过在管道表面喷涂一层耐腐蚀性较强的涂料,起到隔绝海水和管道之间的作用。
此外,还有一种相对新颖的方法是在管道的内侧涂覆一层耐腐蚀的聚合物涂料。
这种内层涂覆防腐技术可以更好地保护管道内壁,防止腐蚀物质进一步侵蚀。
其次,定位技术也是海底管道铺设工程中的重要环节。
在施工过程中,对管道的准确定位是保证施工顺利进行的基础。
传统的定位方式主要依赖于声纳和超声波技术,但在复杂的海底地形中,这些技术存在一定的局限性。
为了改善定位精度,一种先进的定位技术被引入,即差分全球定位系统(DGPS)。
DGPS是一种通过与测量站连接来纠正全球定位系统(GPS)误差的技术。
它能够提供更高的定位精度,并且对环境和海底地形的变化有较好的适应性。
第三,施工中的连接技术也是关键的一环。
海底管道铺设工程中需要进行许多管道段的连接,连接技术的质量直接影响到管道的安全和可靠运行。
在过去,常用的连接方式是焊接。
然而,传统的焊接技术在管道连接中存在着一些问题,例如对材料的要求较高、工序复杂、施工周期长等。
为了克服这些问题,新的连接技术不断涌现。
例如,螺纹连接技术通过在管道的两端加装螺纹接头,简化了连接工序,同时提高了连接的可靠性。
另外,部分海底管道工程采用了焊接和螺纹连接相结合的方式,通过充分利用各种连接方式的优点来提高施工效率。
海底管道铺设工程施工中的施工技术难题与解决方案探讨引言:随着现代社会国民经济的发展,对能源资源的需求不断增长,海底油气资源的开发已成为国际能源市场的热点。
海底管道铺设作为一种重要的海洋工程施工方式,承担着能源输送和生态环境保护的任务。
然而,海底管道铺设工程在施工过程中面临着诸多技术难题,如工程设计复杂、施工现场环境恶劣等。
本文将对海底管道铺设工程施工中的施工技术难题与解决方案进行探讨。
一、施工技术难题分析1. 工程设计复杂海底管道铺设工程的设计受到多方面因素的制约,如水深、地质条件、海洋生态环境等。
尤其是深水区域,由于水压较大,对管道的材料和结构提出了更高的要求。
此外,管道铺设的路径规划也需要综合考虑海底地形、水深、水流等因素,确保管道的稳定性和安全性。
2. 施工现场环境恶劣海底管道铺设工程常常发生在恶劣的自然环境中,如大风、海冰、波浪和海洋生物等。
这些因素给施工带来了很大的困扰,容易导致设备损坏、施工进度延误甚至工程质量事故。
3. 施工工艺复杂海底管道铺设工程需要借助大型船舶和专业设备进行,施工工艺相对复杂。
例如,钢管铺设需要使用液压吊装设备进行测量、定位、卸载和布置,而焊接工艺需要考虑到水下环境的腐蚀和防护措施。
4. 安全管理挑战海底管道铺设工程的施工涉及到许多安全风险,如工人安全、设备安全和环境安全等。
施工现场需要完善的安全管理措施,包括培训工人的安全意识、定期检查设备的状态以及在施工前进行详细的安全评估。
二、施工技术难题解决方案1. 利用先进的工程设计与技术手段通过采用先进的工程设计软件和技术手段,能够更加准确地评估和预测施工过程中可能遇到的问题。
利用模拟软件可以对海底管道的布置路径进行优化,降低施工风险。
同时,采用新材料和先进的管道结构设计,能够提高管道的抗压能力和耐腐蚀性,提高工程的可靠性和稳定性。
2. 强化施工现场管理在施工现场,加强对恶劣天气因素的预测和监测,做好风雨预警和海洋生物迁徙的观测工作,及时采取应对措施,确保施工的顺利进行。
海底管道铺设工程施工的定位与定线技术分析近年来,随着能源需求的快速增长,海底油气资源的开发已逐渐成为世界各国关注的焦点。
而海底管道的铺设工程无疑是实现海底油气资源开发的重要一环。
如何精确地定位和定线海底管道,成为了施工中的关键问题。
一、海底管道定位技术1. 全球定位系统(GPS)全球定位系统(GPS)是一种利用卫星信号来确定位置的导航系统。
在海底管道工程中,可以通过在管道上安装GPS接收器,获取管道位置的经度、纬度和高度等信息。
通过GPS定位,可以实时监测和控制管道的位置,提高施工的准确性。
2. 惯性导航系统惯性导航系统是一种利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器测量物体运动状态的技术。
在海底管道铺设工程中,可以通过在铺设船舶上安装惯性导航系统,监测船舶的位置、速度和姿态等信息,从而实现对管道位置的定位。
3. 声纳定位系统声纳定位系统是一种利用声波进行测距和定位的技术。
在海底管道铺设工程中,可以通过在海底管道上安装声呐设备,发射声波信号并接收回波,根据声波的传播时间和接收信号的方向,计算出管道的位置。
声纳定位系统可以实现对管道位置的高精度定位,是海底管道施工中常用的定位技术之一。
二、海底管道定线技术1. 三维激光扫描技术三维激光扫描技术是一种利用激光测距和扫描技术获取物体表面坐标信息的技术。
在海底管道铺设工程中,可以通过在铺设船舶上安装激光扫描仪,对管道进行扫描和测量,获取管道的位置、形状和尺寸等信息。
三维激光扫描技术可以快速、准确地获取管道的定线数据,为施工提供有效的参考。
2. 高精度测量技术高精度测量技术是一种利用全站仪、测距仪和测角仪等设备进行精确测量的技术。
在海底管道铺设工程中,可以通过在铺设船舶上安装全站仪和测距仪等仪器,对管道进行精确测量,获取管道的位置、坡度和弯曲等参数。
高精度测量技术可以提供精确的定线数据,从而确保海底管道的施工质量。
3. 遥感技术遥感技术是一种利用卫星或航空器获取地球表面信息的技术。
!宏观探讨#深水海底管道铺管设备技术现状与国产化设想3张 宏1 李志刚2 赵宏林1 耿 焘2 王晓波2 曾 鸣1(11中国石油大学(北京) 21海洋石油工程股份有限公司) 摘要 深水海底管道铺设技术是我国进行深海油气资源开发的关键技术。
综述了国外深海海底管道铺设技术,着重介绍了深水铺管船及铺管主要设备(张紧器、A&R绞车、管道输送系统等)的技术现状,并在分析各主要设备技术特点和国内技术条件的基础上,提出了通过引进、消化、技术集成、技术创新的方式进行深水铺管关键设备国产化的设想。
关键词 海底管道 铺管船 张紧器 A&R绞车 管道输送系统 海底管道是深水油气田开发工程建设的一个重要组成部分,须采用深水铺管作业船及船载铺管设备进行安装。
目前国内还不具有该类工程船舶的设计能力,深水海底管道铺设技术的研究也刚刚起步,现有工程设计能力、设备状况和作业能力等都不能满足我国开发深海油气资源的战略发展要求。
因此,研究和开发深水海底管道铺设技术是非常必要也是十分迫切的。
为此,中国海洋石油总公司在“十一五”期间将建造深水铺管起重船,并正在开展深水海底管道铺设技术和装备研究,逐步形成我国深水海底管道铺设能力。
笔者就铺管起重船及配套的铺管关键设备的国内外技术现状进行分析,并提出其国产化设想。
铺管设备技术现状11深水铺管船铺管船形式较为多样,既有纯粹的铺管船,也有起重能力非常强的起重铺管船。
从船体上,大致可以划分为驳船式、普通船型式和半潜式铺管船。
一般来说,驳船式铺管船排水量大,比较适合较浅水域施工;普通船型式铺管船吃水深度相对较深,承载力比较大,大多数的卷管式铺管船都采用普通船型式;半潜式铺管船船体巨大,吃水深度大,稳定性强,多用于深海和环境较为恶劣的海域,作业线多设置在船的中央[1]。
图1为铺管船的总体布局示意图。
图1 铺管船总体布局示意图1—中间管架;2—控制单元;3—管输动力单元;4—固定式管架;5—张紧器;6—高度可调管架;7—水下支撑滚轮;8—控制室;9—张紧器动力单元;10—管道轴向传送器;11—传动阀;12—排管站;13—储管区;14—收放绞车;15—管道横向传送器 在深水铺管船中,挪威St olt offshore公司的LB200半潜式铺管船和意大利Sai pe m公司的Cast or o Sei大型半潜式铺管船具有代表性。
国内外铺管方法及铺管船研究报告现状及发展趋势
一、管道铺设方法
1.冷拔管道法
冷拔管道铺设是一种技术成熟的铺管方法,冷拔管道铺设中的管道是
按照一定的节距从岸边或海底点开始,采用管塔、铺管车或铺管船来铺放。
在冷拔管道铺设过程中,首先对管道进行机械拉伸或挤压,使其内和外形
确定,然后在合适的位置安装管塔,将进行定向,最后回到管道起始点,
在海底拖拉管道置放于设计深度。
2.热软化管道铺设法
热软化管道铺设是将热流道管道预留在机械拉伸过程中,最终通过加
热及压实等方式,使得管道在热软化铺设的过程中,管道的外形变化非常小,管道能够安装在海底设计深度处。
热软化管道铺设和冷拔管道铺设相比,能够提高工作效率,减少劳动强度,降低施工成本,但同时要求安全
施工环境,要求施工现场有足够的空气转动,以及清洁,防止起火爆炸等
事故。
3.焊接管道铺设法
焊接管道铺设是指将海底管道通过游轮、船只以及其他相关装备拉到
管道要安装的距离,然后采用水下焊接以及配套焊接设备来实现管道段段
的铺设,将管道拉至设计深度的海底点,完成管道的铺设。
深水海洋管道系统的力学性能分析与改进设计摘要:深水海洋管道系统在海洋工程中起着重要的作用,但在实际应用中,其力学性能问题一直是研究的热点。
本论文通过对深水海洋管道的力学分析与改进设计进行研究,以期提高其力学性能和抗力的能力。
1. 引言深水海洋管道系统是连接海底开采设施与陆上工程设施的重要组成部分。
在石油、天然气等资源的开发过程中,深水海洋管道不仅承载着越来越高的外部载荷,也需要满足更高的抗力要求。
因此,深水海洋管道的力学性能分析及改进设计具有重要的理论和实际意义。
2. 深水海洋管道系统的力学性能分析深水海洋管道系统受到多种力学因素的影响,如海水压力、波浪、海流以及地震等。
其中,海水压力是对深水海洋管道系统施加的额外载荷,通过压力差驱动,常常引起深水海洋管道系统产生塑性变形和运动。
而波浪和海流则会引起深水海洋管道系统振动和摆动,从而影响其稳定性。
同时,地震可以产生巨大的动力载荷,进一步加剧对深水海洋管道系统的力学性能挑战。
为了分析深水海洋管道系统的力学性能,可以采用有限元法进行建模。
首先,通过对深水海洋管道系统的几何特征进行建模,包括管道直径、厚度以及连接件等。
然后,将外部载荷施加到管道模型上,以模拟实际的工作环境。
最后,通过有限元分析,得出深水海洋管道系统在不同载荷下的应力、位移等参数,以评估其力学性能。
3. 深水海洋管道系统的改进设计为了提高深水海洋管道系统的力学性能,可以从以下几个方面进行改进设计:3.1 材料选择:在深水海洋环境中,海水中的腐蚀性物质会对管道材料造成破坏,因此需要选择具有较高耐腐蚀性能的材料。
例如,可以选用高强度的不锈钢、耐腐蚀铜合金等。
3.2 结构优化:通过对深水海洋管道系统的结构进行优化设计,可以减小系统的自重、降低流体阻力和风载荷等。
例如,可以添加减重防风圈、减小管道的直径等。
3.3 加固措施:可以采用加固措施来提高深水海洋管道系统的抗力能力。
例如,可以在管道的敏感部位添加加固结构,如环形加固环等。
!宏观探讨#深水海底管道铺管设备技术现状与国产化设想3张 宏1 李志刚2 赵宏林1 耿 焘2 王晓波2 曾 鸣1(11中国石油大学(北京) 21海洋石油工程股份有限公司) 摘要 深水海底管道铺设技术是我国进行深海油气资源开发的关键技术。
综述了国外深海海底管道铺设技术,着重介绍了深水铺管船及铺管主要设备(张紧器、A&R绞车、管道输送系统等)的技术现状,并在分析各主要设备技术特点和国内技术条件的基础上,提出了通过引进、消化、技术集成、技术创新的方式进行深水铺管关键设备国产化的设想。
关键词 海底管道 铺管船 张紧器 A&R绞车 管道输送系统 海底管道是深水油气田开发工程建设的一个重要组成部分,须采用深水铺管作业船及船载铺管设备进行安装。
目前国内还不具有该类工程船舶的设计能力,深水海底管道铺设技术的研究也刚刚起步,现有工程设计能力、设备状况和作业能力等都不能满足我国开发深海油气资源的战略发展要求。
因此,研究和开发深水海底管道铺设技术是非常必要也是十分迫切的。
为此,中国海洋石油总公司在“十一五”期间将建造深水铺管起重船,并正在开展深水海底管道铺设技术和装备研究,逐步形成我国深水海底管道铺设能力。
笔者就铺管起重船及配套的铺管关键设备的国内外技术现状进行分析,并提出其国产化设想。
铺管设备技术现状11深水铺管船铺管船形式较为多样,既有纯粹的铺管船,也有起重能力非常强的起重铺管船。
从船体上,大致可以划分为驳船式、普通船型式和半潜式铺管船。
一般来说,驳船式铺管船排水量大,比较适合较浅水域施工;普通船型式铺管船吃水深度相对较深,承载力比较大,大多数的卷管式铺管船都采用普通船型式;半潜式铺管船船体巨大,吃水深度大,稳定性强,多用于深海和环境较为恶劣的海域,作业线多设置在船的中央[1]。
图1为铺管船的总体布局示意图。
图1 铺管船总体布局示意图1—中间管架;2—控制单元;3—管输动力单元;4—固定式管架;5—张紧器;6—高度可调管架;7—水下支撑滚轮;8—控制室;9—张紧器动力单元;10—管道轴向传送器;11—传动阀;12—排管站;13—储管区;14—收放绞车;15—管道横向传送器 在深水铺管船中,挪威St olt offshore公司的LB200半潜式铺管船和意大利Sai pe m公司的Cast or o Sei大型半潜式铺管船具有代表性。
LB200是世界上最大的半潜式铺管船之一,完成了许多恶劣工况下难度很高的铺管作业,至今还保留着最长管道的铺设记录。
LB200半潜式铺管船的主要参数见表1。
从铺管方式上,以从铺管船到海底的管道形状,可以分为S形、J形铺管船,以及作为连续管的卷筒式铺管船。
多数铺管船都属于S形铺管船,此类铺管船多用于较浅海域,也可用于深海。
J形—12—2008年 第36卷 第9期石 油 机 械CH I N A PETROLEUM MACH I N ERY3基金项目:国家“十一五”863计划课题“深水海底管道铺设技术”(2006AA09A105)。
铺管船较适合用于深海海域铺管。
卷管式铺管船既可以用于深海,也可用于浅海,但是管道直径不宜过大,一般不超过40614mm[1]。
从管道焊接作业线在铺管船上的位置,可以分表1 LB200半潜式铺管船主要参数总长/m型宽/m型深/m 最小吃水深度/m最大铺管管径/mm张紧器张力/kN储管量/t托管架/m最大起重载荷/kN16715581533121115152434002000120×6600为中央式和侧边式铺管船。
中央式铺管船稳定性高,适合深海恶劣环境下施工。
但由于甲板被焊接作业线分为2部分,吊装设备以及甲板的利用率不是很高。
侧边式铺管船稳定性稍差,但甲板的利用率较高,多用于浅近海等工作环境不是很恶劣的场合。
我国目前所拥有的铺管船多从国外引进,再进行部分改造。
主要有滨海106起重铺管船、滨海109起重铺管船、蓝疆号起重铺管船(主要参数见表2)。
这些铺管船总体性能与LB200等相距甚远,基本都属于侧边式铺管船,其焊接作业线设置在铺管船的一侧,仅适用于浅水铺管。
目前,我国还不具备深水铺管船的设计和制造能力。
表2 蓝疆号铺管船主要参数总长/ m 型宽/m型深/m满载吃水/m作业水深/m最大起重载荷/kN张紧器张力/kN管径范围/mm工作站/个锚缆尺寸/mm定位锚机/套157154818121588~150318×1042×725114~121910<7612×220012 21铺管船用张紧器张紧器是夹持已焊接管段并控制其下放入水的专用设备,要求能实现恒张力控制。
国外已经可以生产张紧力最大为5000kN的张紧器。
受管壁所能承受的夹持径向载荷的限制,深海铺管船常采用几个张紧器串联使用的技术方案。
国外具有代表性的铺管船用张紧器的研发机构有意大利Re macut公司、美国W estech公司、荷兰S AS Gouda公司等。
以上公司的铺管控制系统采取远程与现场控制相结合的方式。
夹紧形式上有两履带式、三履带式和四履带式几种,并形成了一批专利[2-9]。
荷兰S AS Gouda公司生产的张紧器主要有水平或垂直的两履带式张紧器系列,其张紧力为50~3500k N;四履带式张紧器系列,张紧力为500~5000kN。
意大利Re macut公司率先开发出了电驱张紧器以及适用于所有管道的双开闭结构,张紧器的张紧力范围为250~1750kN,且具备4000k N张紧器的技术储备。
其主要参数见表3。
表3 Re macut公司1750k N张紧器主要参数最大张力/kN 最大铺管速度/(m・m in-1)张紧器长度/m张紧器高度/m张紧器宽度/m17504010165715516 国内在1996年开始进行国产滩海铺管船用300kN张紧器的研究,采用双履带式恒压控制,液压驱动[10-11],1998年进行了样机试验。
目前国产滩海铺管船主要厂家有天津精研、胜利油建等。
国内大吨位深海铺管船用张紧器还没有成熟技术。
31A&R绞车收放绞车主要用于铺管过程中弃管以及后续重新铺管时的收管,也可用于其它拖曳和起重等辅助工作。
国外研制的收放绞车有多种规格的系列产品,既可实现自动工作也可手动操作,驱动方式有电动机驱动和液压驱动2种,能满足2000m以上的深水作业要求。
意大利Re macut公司1800k N 的收放绞车(主要参数见表4)主要由液压驱动装置、传动装置、滚筒卷缆装置、排缆装置和控制系统等组成。
新加坡PH公司也研制各种类型的绞车,如系泊绞车、拖曳绞车、FPS O转台绞车、卷扬绞车和A&R收放绞车等。
表4 Remacut公司1800k N收放绞车主要参数高度/mm长度/mm宽度/mm最大速度/(m・m in-1)最大工作载荷/kN 303041195649251800 国内也有多家企业生产各种绞车,如宁波大港意宁液压有限公司生产有多种液压绞车和电动绞车,大连造船厂工具实业公司生产各种起货绞车、拖曳绞车、系泊绞车和组合起锚绞车等,但这些绞车尚不满足深水铺管要求,在深水领域的该类设备研究刚刚开始。
41管道输送系统国外铺管船管道输送系统已十分成熟,其产品涵盖铺管过程管道输送的所有设备和部件,设计及制造工艺完善,可靠性高,产品操作简单,维修方便,寿命长。
国外公司可提供管道输送系统集成所需全套部件,包括滚管机、滚轮、支管架、横向输送带、输管支架、驱动滚子、管道调整装置、纵向运输设备、横向运输设备、排管设备、滚子支架、提升滚子、自适应驱动滚子支架、调整型滚子支—22— 石 油 机 械2008年 第36卷 第9期架、管道驱动轮箱、液压或电力驱动单元、控制系统、模块化生产线等,也可提供成套管道输送系统。
系统最大承载能力每管节300k N,传送速度为24~30m /m in,适应管径为10116mm (4英寸)~1524mm (60英寸)。
主要生产商有意大利的Goriziane 公司和Re macut 公司、荷兰的S AS Gouda 公司、新加坡PH 等。
国内还没有完全形成铺管船管道输送系统成套设备的能力,只有天津精研工程机械传动有限公司可以为用户提供部分集成所需的部件设备,包括纵向传送设备、横向链传送设备、排管设备、滚子支架、驱动滚子支架、管道提升设备等。
国产化设想11深水铺管船的设计制造深水铺管起重船的建造是我国海洋石油走向深水,尽快形成深水铺管能力的核心内容。
目前中海油对比国际同类工程船舶的性能,确定建造1艘铺管能力可达到3000m 、起重能力40000kN 的深水铺管起重船。
该船的性能可以满足我国深海和东南亚、中东、西非、巴西、墨西哥湾等世界主要海区的作业要求,总体作业能力在国际同类船舶中处于领先地位。
新建深水铺管起重船主要参数见表5。
采用S/J 铺管方式,作业线布置为中心式,托管架为固定式,采用DP —3动力定位系统。
21铺管主要设备的国产化新建深水铺管起重船上的铺管关键设备将在采购、引进、消化的基础上,进行关键技术装备的研究,从研制原理样机、试验样机入手,逐步掌握核心技术,实现自主创新。
(1)张紧器 张紧器国产化研究分2步走,首先研制能够反映深水铺管关键技术的原理样机,通过理论研究、样机研制和全面测试等步骤,掌握深水铺管船用张紧器的关键技术,通过试验测试并改进,然后在此基础上研制可用于3000m 水深铺管作业的张紧器工程样机并进行海试。
张紧器原理样机主体结构及其关键部件的设计表5 新建深水铺管起重船主要参数船体尺寸/m吃水深度/m作业水深/m管径/mm张紧器张力/kN主机功率/k W主起重机能力/kN存管量/t204×3912×147~101815~3000152~15242×40006×5440400009000制造自主完成,一些配套装置采用集成方法解决。
并建造相应的铺管试验模拟装置,以充分检验张紧器的性能,确保原理样机能够达到设计指标。
张紧器在铺管作业过程中要求实现恒张力控制,在弃管和收管的过程中还需要与A&R 绞车进行张力转换。
综合考虑张紧器液压夹紧系统与电动机驱动系统的特点,铺管过程控制采用整体远程控制和现场灵活控制相协调的方式。
张紧器控制系统包括上位机系统、恒张力电动机伺服系统、履带液压传动控制系统和液压站控制系统(控制策略见图2)。
上位机控制系统以PX I 为核心,通过Pr ofi 2bus 总线对其他3个子系统进行远程监控,并实现各系统之间整体协调工作。
3个现场子系统除受上位机系统控制外,还可实现现场对电动机、液压夹紧缸、液压站的手动控制实现恒张力电动机伺服控制、履带液压传动控制和液压站控制。
图2 张紧器控制策略图 (2)A&R 绞车 由于A&R 绞车的技术储备相对比张紧器多一些,所以A&R 绞车在国产化过程中,将研制试验样机。