课程设计实例-海底管道立管.

海洋导管架平台立管设计方法研究摘要：本文以在近海某处从现有的2平台到拟定1平台的管道铺设设计为例说明此类设计的过程。

假定1位于2油气生产设备以西大约53km。

1区域的水深是53m。

采用10英寸的全井流管线将1的油气输送到2全套设备进行进一步的加工。

进行管线和立管的基本设计是为1平台到2平台的10英寸全井流管线的详细工程设计提供所有需要的数据和参数。

因此，在管线和立管设计中始终依照本文，用以把握管线立管设计过程中所有设计参数的变化。

关键词：海底管线立管设计平台1 设计准则和标准管线系统的设计优先满足最新的国家标准和ISO/API规范标准。

如果政府或地方当局的法律法规比国家标准更加严格，则优先采用前者。

背离与这些标准的部分应该经客户的同意和批准。

初步的管线和立管系统设计准则应该和国家规范保持一致。

2 系统描述2.1测量参数包括：DGPS卫星数据、地方统计调查数据、基准面移参数2.2平台位置需列出拟定平台的UTM坐标：平台1，东699100.00英尺，北1363600.00英尺；平台2，东867180.83英尺，北1365919.87英尺。

2.3管线和立管工作参数管线和立管工作参数包括公称直径、材料等级、作业状态、管道长度、设计压力、水压试验压力、法兰额定值、最大工作压力、设计温度、最大工作进口温度、流量、设计寿命、最大油气密度、最小油气密度。

2.4生产工具生产工具规定详见参考文献5。

井内流体：井流流体成分和原油属性参照参考文献6。

2.5管线钢属性下面的钢材料属性包括钢的公称直径、钢密度、杨氏模量（E）、泊松比（ν）、膨胀系数、热传导系数、结构阻尼系数。

材料大致包括碳钢、阴极铝合金、混凝土重量涂层、安装接头填充材料（海洋胶泥）、3层聚丙烯、沥青瓷漆，材料密度取值根据不同的材料参照规范选取合适的数值。

2.6环境数据除非另作说明，环境数据都来自于实际工作海域的考察和气象预报数据以及DNV规范中有关的规定。

水下工程施工典范案例项目背景该项目是一次海底天然气管道的施工工程，地点在北海深海区域。

该管道是连接油田和陆地天然气加工厂的重要通道，一旦管道出现故障，将会给整个天然气运输系统带来重大影响。

因此，在该项目中，施工方需要保证管道施工质量和安全可靠性，确保管道在极端海底环境中的长期稳定运行。

工程施工流程1. 前期准备在进入施工阶段前，施工方需要进行充分的前期准备工作。

首先，需要对施工区域进行详细的水下地形测量和勘探，了解海底地形、水深、海底材料等信息，为后续施工提供准确的数据支持。

同时，施工方需制定详细的施工方案和工期计划，并进行风险评估和安全管理规划。

2. 海底管道铺设在海底管道铺设阶段，施工方首先需要将管道管节从船上下放至海底。

在下放过程中，需要考虑海底地形和水流对管道下放的影响，确保管道安全地下放至设计位置。

随后，施工方需要进行管道的连接和焊接工作，确保管道的密封性和结构稳定性。

在整个过程中，施工方需要密切配合，确保每个环节都符合设计要求。

3. 海底管道安装一旦管道下放完成，施工方就需要进行管道的安装工作。

在该项目中，由于海底水深较大，施工方采用了水下控制系统与船舶配合，实现了管道的准确安装和定位。

施工方需要根据海底地形和管道设计要求，进行精准的定位和调整，确保管道完全符合设计要求。

4. 测试与检查在管道安装完成后，施工方需要进行管道的测试和检查工作。

通过水下无损检测和管道系统调试，确保管道的质量和安全性符合要求。

同时，施工方还需要进行管道的防腐处理和防护措施，以确保管道长期在海底环境中稳定运行。

技术创新和应用在该项目中，施工方采用了多项先进的水下工程技术和装备，为海底管道的施工提供了重要支持。

首先，施工方采用了水下定位系统和自动化施工设备，实现了对管道的精准定位和精密施工。

同时，施工方还采用了水下无损检测技术和远程监控系统，对管道的质量和安全性进行了全面监测和控制。

另外，在海底管道铺设和安装过程中，施工方还采用了深海潜水技术和水下作业设备，实现了在极端海底环境中的高效施工。

海洋工程中海底管道的设计与优化一、引言随着全球化和经济发展的需求，深海油气开发愈发重要。

为了将石油、天然气等海洋资源利用率最大化，需要建设海底管道将这些能源从海底运输至陆地。

海底管道的设计与优化是深海油气开发中至关重要的环节。

本文将从海底管道的基本构造、材料选择、水动力学和防腐蚀等方面分析海底管道的设计与优化。

二、海底管道的基本构造海底管道的基本构造主要有三种，分别是单层管、双层管和多层管。

单层管由一层钢管构成，适用于较浅的海域，优点是结构简单、成本低廉，但抵御外部压力和耐久性较差。

双层管由内层钢管和外层混凝土管构成，适用于中等深度海域，具有较好的抵御外部压力和耐久性。

多层管则由多个层次构成，适用于深海区域，具有较强的耐压性和抗腐蚀能力。

三、海底管道的材料选择由于受深海环境的影响，海底管道的材料选择对管道的性能影响较大。

常用的材料有钢管、混凝土管、玻璃纤维管等。

钢管是目前最常用的材料，因其强度高、韧性好、重量轻、施工方便等优点，但其对海水的腐蚀性较强，需要进行防腐措施。

混凝土管具有较好的耐腐蚀性能，但其重量大、施工难度大、维护成本高等缺点。

玻璃纤维管轻便而且不容易腐烂，因此其在海洋环境中应用越来越广泛。

四、海底管道的水动力学海水在运动时会产生流场，对管道的稳定性和速度有很大影响。

设计优化海底管道时需要考虑流体力学和结构力学的影响。

流体力学是研究流体运动的学科，其原理包括牛顿第二定律和伯努利定理。

根据研究结果，优化管道的直径和材料，减少水动阻力和材料疲劳程度。

结构力学是研究物体变形和破坏的学科，其原理包括胡克定律和材料力学。

根据研究结果，优化管道的结构，减少疲劳程度和外部损伤。

五、海底管道的防腐蚀海洋水环境对管道腐蚀性较强，因此管道的防腐蚀工作非常重要。

防腐蚀技术主要包括涂层、阴极保护、防水化学和复合材料等。

涂层是目前最常用的防腐方法，优点是施工方便、成本低廉，但其使用寿命较短。

阴极保护是利用某些金属阳极形成一个附着在管道表面的保护膜来抵抗管道腐蚀的方法，优点是效果稳定、使用寿命长。

海洋工程中的海底管道设计与施工海洋工程是一门涉及海洋开发利用、海洋资源勘探和保护环境等领域的交叉学科。

而在海洋工程领域中，海底管道设计与施工是非常重要的环节之一。

海底管道可以用于输送海洋石油、天然气、淡水以及其他液体和气体资源。

本文将就海底管道设计与施工进行探讨。

首先，海底管道的设计是非常复杂的。

在设计过程中，需要综合考虑海洋环境、力学特性、材料特性等多个因素。

海洋环境因素包括海底地质、水流、海浪、潮汐等的影响，力学特性则关系到管道的稳定性及承载能力，材料特性则涉及到管道的选材和防腐等问题。

这些因素的综合考虑对于确保海底管道的安全运行非常重要。

其次，海底管道的施工也是具有挑战性的任务。

由于海底环境的特殊性，施工过程中需要采用特殊的设备和工艺。

例如，在河口、海滩等浅水区域，可以使用挖掘机、钢管桩等设备进行施工；而在深海区域，需要运用潜水器、水下机器人等设备进行施工。

施工过程中还要考虑到海洋生态环境的保护，避免对海洋生物造成危害。

此外，海底管道的维护保养也是非常重要的。

由于海洋环境的复杂性，海底管道容易受到海水侵蚀、海洋生物附着等问题的困扰，因此需要定期进行维护保养工作。

维护保养工作主要包括巡检、清洗、修复等，以确保管道的正常运行和使用寿命。

在海洋工程领域中，海底管道的设计与施工是一个涉及多个学科知识的综合性工作。

在设计过程中需要考虑海洋环境、力学特性、材料特性等因素，而施工过程则需要运用特殊设备和工艺，保护海洋生态环境的同时确保工程质量。

而在海底管道的维护保养中，需要定期进行巡检、清洗、修复等工作，以确保管道的正常运行。

通过对海洋工程中海底管道设计与施工的探讨，我们可以看到海底管道作为一项重要的海洋工程技术，在海洋资源的开发与利用中发挥着重要作用。

海洋工程人员不仅需要具备扎实的理论基础和专业知识，还需要具备工程实践经验和应对复杂环境的能力。

只有不断地进行研究和创新，海洋工程才能进一步发展，为人类提供更多的资源和服务。

第四章海底管道第一节海底管道的设计要求和技术规范随着海上油田开采方式和技术的发展，海底管道已广泛应用于海上油田的开发。

正是钢制管道材料的大量使用，带动了各钢铁厂的发展，但恶劣的海上施工环境和激烈的国内外市场竞争，也对钢管的质量、规格、材质、价格、供货周期和配套的售后服务等，提出了越来越高的要求。

海上油田按油气集输外运方式可以划分为码头式、单点系泊式、登陆式等。

因此，就海底管道而言，主要有：海上油田内部的油／气集输管道和注水管道；海上油田到陆地（陆地处理厂、炼厂和储油装置）的输油／气管道；陆地到装卸油品的系泊装置间的海底管道及岛屿或与岸联结的海底管道等。

从结构上看可分为双重保温管道和单层管道。

从输送介质可分为海底输油管道、海底输气管道、海底油气混输管道和海底输水管道等。

海底管道的设计通常按照国际通用规范进行。

一般考虑的主要因素有：选用的设计条件、规范和规定，管道路由、海底状况、坐标及接口，管道设计寿命，操作数据及条件，管道尺寸，环境数据，钢管材料特性与外防腐和涂层等。

海底管道设计主要包括：管道尺寸和壁厚设计，工艺流程分析，管道稳定性计算，膨胀位移设计，铺设应力计算，弃管与回收计算，立管设计，管道自由跨度分析及管道防腐设计等。

一、海底管道的技术规范海底管道的铺设方法有浮游法、悬浮拖法、底拖法、离底拖法、铺管船法等，其中使用铺管船法铺设海底管道是最常用的铺管方式之一。

其主要优点表现在流水线作业效率高、管子变形及强度控制较好、适应较深水域、能弃管避风等。

目前国内拥有的第２代铺管船的主要原理是：依靠船的锚泊系统沿定位方向移船，利用滚轮传送系统和作业线形成运管、清洁除锈、对管、焊接、检验、接头防腐处理等流水作业，使用张紧器和托管架控制管道变形等。

据统计，我国近海用铺管船法铺设的海底管道约占铺管数量的97％以上。

通过上述数据可以看出，海底管道主要依靠铺管船铺设，工程所用管材必须满足设计和海上铺管的藏工要求才能使用。

60卷增刊1 中国造船V ol.60 Special 1 2019年1月SHIPBUILDING OF CHINA Jan. 2019文章编号：1000-4882（2019）S1-0311-09深海FPSO立管导管及立管廊结构设计徐田甜（中国海洋石油国际有限公司，北京100027）摘要以一艘深海超大型FPSO为例，介绍水下跨接管、电缆和原油外输管的海上安装方案，确定了海上安装提升系统的总体方案和主要设计参数。

在FPSO详细设计中考虑水下跨接管、电缆百年一遇极端环境工况时的避碰要求，优化了立管导管的纵向布置间距和结构形式；为减小FPSO主船体总纵弯曲变形对立管廊结构强度的影响，优化了立管廊的纵向分段数量和内侧主立柱结构形式；建立了立管廊主体结构和节点的有限元模型，重点分析了结构节点的抗剪强度。

还优化了提升系统吊运车的基座和限位装置；在滑轨设计中考虑了吊运车基座和滑轨的建造和安装误差。

对FPSO主船体、立管导管、立管廊和钢缆导向轮的船体基座结构进行了有限元分析，按公司企业标准要求确定了海洋工程范围。

关键词：FPSO；海上安装；提升系统；跨接管；立管导管；立管廊；结构设计中图分类号：TE54；U663.7 文献标识码：A0 引言超大型多点系泊FPSO（浮式生产储油装置）和原油外输终端浮筒是西非和巴西深海油田开发的重要工程设施，通常在FPSO舷侧布置各种水下跨接管、电缆界面接口，在船尾布置水下原油外输管界面接口[1]。

多点系泊FPSO舷侧的立管导管及立管廊是各种水下生产设施向上部模块过渡的连接区域。

为降低海上安装工程费用和便于在生产期间对水下设施维修，通常在立管廊上设置海上安装提升主绞车、排缆器、吊运车、专用设备运输车、电缆拖链、滑轨和钢缆导向轮等设施，故立管廊是开展海上安装和生产维修作业的基础工程设施[2]。

本文以西非近海一艘超大型多点系泊FPSO（以下简称FPSO E）及其所属公司企业标准为例，介绍FPSO水下跨接管、电缆和原油外输管的海上安装方案，介绍海上安装提升系统的主要功能，介绍FPSO立管导管、立管廊、船体基座和滑轨等从基本设计到详细设计的优化技术要点和成果。

海底管道铺设方案背景介绍海底管道是一种将水下产油、气等物质运输到陆地或岛屿上的通道，是现代海洋工程的主要组成部分。

海底管道的铺设需要考虑多种因素如海底地形、水深、沉积物等，因此需要制定可行的铺设方案。

管道材料选择先要选择合适的海底管道材料，一般采用的是金属、聚乙烯、纤维等材料。

常用的有碳钢管、不锈钢管、玻璃钢管、以及一些特殊的新型材料。

海底地形与水深铺设海底管道的首要问题是海底地形与水深，因为地形和水深的不同会对铺设管道方式、材料、工程类型和风险等造成很大影响。

通常，水深较浅或者平坦的海底更容易进行管道铺设。

在不同的海底地形中，有浅海（200m以下）、中深海（200m-1000m）和深海（1000m以上）等不同的区域，各区域均有相应的管道铺设方式。

管道铺设方式预制并沉放预制并沉放是指在陆地上预制海底管道结构，然后把他们运输到海上沉入海底。

预制并沉放是适用于浅海及平坦海底的铺设方式，由于是把管道整体抛到海底，因此就能减少潜水时间和风险。

海底埋设在海底埋设管道的方式最常见，适用于较浅的海水以及地形平坦的海底。

这种方法的优点是铺设的管道在水下素来不受波浪以及风暴的打扰，因此它的稳定性与可靠性都非常高。

动态铺设对于比回水流更平稳的较深海域，最为常用的就是动态铺设管道。

动态铺设的方法则是把管道从船上卷起，然后逐次释放下去并向海底倾斜放置。

风险与预防措施在铺设海底管道的过程中，一定要注意风险因素，并采取相应的预防措施。

很多因素会影响海底管道的铺设过程，比如天气、海浪、沙漠化、沉积物等等，以及管道本身在运输过程中可能会发生的潜在问题。

为了规避这些风险，可以在管道压力进行测试之前进行权威认证，确保管道完全符合安全和可靠的标准。

此外，在铺设过程中特别要注意以及保持与管道相关的所有设备的良好状态，定期进行检查和保养。

结论海底管道的铺设方案需要针对实际情况如水深、海底地形、材料选择、风险预估以及预防措施等因素进行全面的考虑。

海洋平台海底管道立管防碰撞结构安装工艺摘要：通过研究海洋平台海底管道立管防碰撞结构的安装工艺，可以为海洋工程提供科学、高效和可行的解决方案，确保海洋平台的运行安全和可靠性。

同时，也能为相关领域的从业人员提供指导和参考，推动海洋平台的持续发展。

基于此，以下对海洋平台海底管道立管防碰撞结构安装工艺进行了探讨，以供参考。

关键词：海洋平台；海底管道立管；防碰撞结构；安装工艺引言在海洋平台的海底管道立管上安装防碰撞结构是为了保护立管免受外界因素的碰撞造成的损坏。

这是海洋工程中非常重要的一个环节，确保海洋平台运行安全和可靠。

本文旨在介绍海洋平台海底管道立管防碰撞结构的安装工艺。

1海洋平台海底管道立管防碰撞结构安装的重要性海洋平台海底管道立管防碰撞结构的安装具有重要的意义和价值，主要体现在以下几个方面：1.保护立管安全：立管是将海洋平台与海底管道相连接的重要组成部分。

由于海洋环境的复杂性以及船舶、浮标等外界因素的存在，立管容易受到碰撞和冲击的影响。

安装防碰撞结构能够有效地保护立管免受外界碰撞引起的损坏，确保立管的完整性和稳定性。

2.减轻船舶碰撞影响：海洋平台通常位于水深较浅的区域或者交通繁忙的航道附近，容易受到船舶碰撞的威胁。

立管作为海洋平台的重要设施，如果发生碰撞事故，不仅会对立管本身造成严重损坏，还可能导致海洋平台的安全问题和产量损失。

通过安装防碰撞结构，可以减轻船舶碰撞对海洋平台的冲击，避免或降低碰撞事件带来的风险和损失。

3.提高海洋平台的运行可靠性：海洋平台的运行稳定性对于油气开采、风能发电等海洋工程项目至关重要。

立管作为海洋平台与海底管道的重要连接部分，其安全性和可靠性直接影响整个平台的运行效率和安全性。

通过安装防碰撞结构，可以有效保护立管的完整性，降低运营风险，提高海洋平台的运行可靠性。

2海洋平台海底管道立管防碰撞结构安装问题分析在海洋平台海底管道立管防碰撞结构的安装过程中，可能会遇到一些问题和挑战，其中一些常见的问题包括：1.设计问题：防碰撞结构的设计需要考虑多个因素，如管道尺寸、土壤条件、海洋环境等。