海底管线管全流程成形过程中残余应力演化

为了研究海底管线管全流程成形过程中残余应力的演化,考虑成形工序中应力的继承,采用ABAQUS软件开展了管线管JCO、焊接和多向缩径校准全流程成形过程有限元模拟。首先进行了JCO成形过程模拟,然后基于高斯面热源子程序对JCO成形后的管线管进行了焊接过程模拟,最后对焊接后的管线管进行了多向缩径校准成形过程模拟,探讨了多向缩径校准成形工艺参数对管线管残余应力的影响。模拟结果表明:多向缩径校准可以实现管线管几何形状和残余应力的双重调控;相对传统的2瓣模具缩径,采用4瓣模具和8瓣模具校准后的管线管残余应力分布更加均匀;摩擦因数对残余应力的影响不明显;采用4瓣模具、 0.04摩擦因数和1.6%缩径率校准后的管线管椭圆度可达0.05%,除焊接热影响区,管线管内外表面的最大周向残余应力分别为28和-45 MPa,截面Mises残余应力均值为(120±20) MPa,焊缝区和非焊缝区的Mises残余应力均值分别降低了79%和30%。

多波束和侧扫声呐在海底管线悬空检测中的应用

海底管线的悬空状态关系到海管的安全运营,是海管勘察的关注重点之一。为了准确探测海管的悬空状态,以渤海海域两条海管的悬空段为研究对象,开展了多波束测深和侧扫声呐的数据采集和处理,对比了两种方法探测管线与历史资料的水平距离、悬空长度以及悬空高度的差异。研究结果显示:非沟内悬空管线探测时,多波束所测数据与历史资料水平距离为0.12~0.67 m,侧扫声呐为0.39~1.16 m,两种方法所得悬空长度的差值为0.19~0.67 m,最大悬空高度的差值为0.09~0.14 m;沟内悬空管线探测时,多波束所测数据与历史资料水平距离为0.24~0.79 m,侧扫声呐为0.71~2.52 m,两种方法所得悬空长度的差值为0.35~0.92 m,最大悬空高度的差值为0.07~0.13 m。实验表明:两种方法均能有效识别悬空管线,但是针对非沟内悬空管线两侧有冲刷或沟内悬空情况下,特别是针对海况较差时,多波束精度显著高于侧扫声呐。建议根据项目要求,在条件允许情况下组合使用两种方法。

离岸油码头海底管线测漏系统方案设计及应用

海底油气管线若发生泄漏,会造成财产损失和海洋环境污染,及时发现泄漏并对泄漏情况进行分析和定位,可以减少损失,加强对管线的质量控制。文中研究了离岸油码头项目中海底管线的测漏系统,通过对现有的测漏技术进行比较和分析,提出了离岸油码头项目中海底管线测漏系统的实际应用方案,将负压波法和流量平衡法组合起来使用,能够使泄漏检测精度提高,误报警率降低,为该项目提供了一种可靠、高效的解决方案。

三种探测技术在舟山港航道扩建工程海底管线探测中的联合应用

海底管线路由探测对航道疏浚施工具有重要意义,而传统的探测技术手段单一,效率较低,无法确定掩埋段信息。为提高海底管线探测结果精度及作业效率,依托宁波舟山港条帚门航道扩建工程项目,综合利用侧扫声呐、浅剖及海洋磁探对工程区域海底管线进行探测:利用侧扫声呐成果作为裸露段海底管线探测结果的基本支撑,浅剖埋深结果与磁探反演埋深结果相互印证,共同提高了海底管线判别的准确性。工程应用结果表明,三种探测技术手段在海底管线探测方面的联合应用成果可靠,探测精度和作业效率显著提升,且具有较好的适用性,在类似项目中具有较好的参考和推广作用。

海洋磁力与浅剖联合探测海底管线

在海洋工程建设中,施工前查明海底管线确切位置对工程施工至关重要,尤其是已被掩埋的管线,其探测难度相对较大。随着科技的进步,行业迎来飞速发展,越来越多的设备及方法被应用于海底管线的探测,如海洋磁力探测、浅地层剖面探测、多波束和侧扫声呐探测等。针对已被掩埋的海底管线,主要采用浅地层剖面探测和海洋磁力探测,两种方式有着各自的优势和不足。若将两种探测方式相结合,优势互补,则可以优化客观存在的大部分问题,大幅提高探测成果质量。

海底管线3LPE防腐涂敷施工管理研究

本文基于海底管线3LPE防腐涂敷施工管理进行深入研究,针对海底管线在海洋环境中的腐蚀问题,采取多种具体的方法和措施,对钢管表面进行严格的预处理,包括清洁、除锈和干燥等步骤,以确保涂层与基材的附着力;优化加热工艺,通过精确控制温度和时间,确保涂层材料充分熔融并均匀涂敷于管线上;改进涂层施工流程,提高涂层的厚度和均匀性;对管端进行特殊处理,以防止防腐涂层在管道连接处出现缺陷。通过这些改进措施,防腐涂层的附着力提高30%,涂层厚度均匀性提高25%,防腐性能提高40%,有效提高了海底管线的使用寿命。

综合物探技术在海底管线探测的实践

海底管线是海洋工程重要的水下基础设施,起到供电、供水、输油、通讯等作用。随着船舶大型化进程,现有航道不断拓宽与加深,为了保证已敷设缆线的安全,准确探明工程区域海底管线的三维坐标极为重要。本文利用多波束、磁力仪、浅地层剖面设备对海底管线的位置及埋深进行探测,达到了很好的探测效果。

基于多体动力学的海底管线终端布放过程分析

为了充分了解海底管线终端(Pipeline end termination,PLET)布放动态过程,提高安装质量,本文基于多体动力学方法对PLET布放过程进行研究,采用经验公式确定各结构物上的水动力,建立了布放过程动力学仿真模型,通过开展PLET动态过程响应分析,得到流速、水深、PLET尺寸对缆索伸长、PLET落点偏移以及缆索顶端受力等的影响规律,研究结果可为提高PLET安装质量提供一定的理论支撑。

海底管线节点外防腐技术及其对阴极保护的影响

海底管线现场焊接处(节点)防腐失效是管道外防腐失效的最主要因素,防腐涂层质量的好坏直接关系到整个海底管道的安全运营。海底管道的节点防腐一般常采用热收缩带、熔结环氧粉末和复合涂层等形式,相比于热收缩带和熔结环氧粉末,复合涂层节点防腐材料的涂层破损率最低,节点填充的防腐管比无填充的防腐管具有更低的涂层破损率,节点处填充不仅提供机械保护,还影响阴极保护的电流需求量。另外,研究显示,三层聚丙烯包覆(3LPP)防腐的管道较熔结环氧粉末涂层(FBE)和三层聚乙烯包覆(3LPE)的防腐管的涂层破损率都低,保温管道的涂层破损率最低,海底保温管道对阴极保护电流具有屏蔽效应,只有存在节点防腐层破损时,阴极保护电流才会流入到被保护管道表面对其进行保护。

450 MPa级海底管线钢HIC试验裂纹分析研究

H_(2)S腐蚀问题在油气输送过程中十分重要,其破坏性和危害性极大,严重影响了油气输送管道的寿命,制约了油气输送管道材料的发展,因此抗H_(2)S腐蚀管道用钢成为其中一种发展趋势。本文采用经济型成分设计,开发出450 MPa级耐酸性海底管线钢,但HIC试验出现轻微的氢致裂纹。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS等手段,分别对试验钢在HIC试验中产生裂纹的原因,从组织、杂物、元素偏析、硬度等方面进行分析研究,找出HIC试验出现裂纹的原因,来提高450 MPa级海底管线钢的耐HIC性能。研究结果表明:HIC试验中出现的裂纹不是由钢中异常夹杂物造成的,而是由于钢中的Mn偏析产生了硬相的微观组织引起的。

海底管线巡检信息融合大数据平台研发与应用浅析

为了提升海底管线巡检作业效率和更加合理有效地管理巡检数据以科学分析和预测管线健康状况,采用WebGIS和三维可视化技术,构建了一个高效、智能的海底管线巡检智慧管理平台,平台具有作业流程自动化管理、作业现场可视化监控、巡检数据智能分析与可视化展示等功能。实际海域测试结果表明,该平台具有较高的先进性与可靠性,可为海底管线巡检系统的自动化、可视化、智慧化赋能。平台的完善与推广将对保障我国海底管线高效率、低故障运行具有重大意义。

X65级别海底管线钢低温CTOD性能研究

由于恶劣的海洋环境,要求海底管线钢具有较高的低温断裂韧性。CTOD性能是海底管道低温断裂韧性的重要评价指标。本文通过对不同厚度实验钢在0℃、-20℃、-40℃、-60℃、-80℃试验温度下进行CTOD试验。试验结果表明,本文实验钢的CTOD性能存在厚度规格效应的影响,20.6 mm厚度实验钢的CTOD值随着试验温度降低而降低,在0~-40℃之间,其CTOD性能均保持在较高水平,其CTOD值均在1.30 mm以上,在-60℃以下,其CTOD值大幅度降低,CTOD值降低为0.11 mm。而14.3 mm厚度实验钢随着试验温度的降低变化不大,其CTOD性能均保持在较高水平,在-80℃下,其CTOD值仍达到1.63 mm。

长输油气海底管线侧向屈曲蛇形铺设布置方法研究

中国经济正处于快速发展的重要时期,需要更多优质油气资源满足各个领域发展需求。为此,文章将长输油气海底管线作为研究对象,从侧向屈曲、虚拟锚点间距、有限元分析三个维度研究侧向屈曲蛇形铺设布置方法,旨在为更多海洋资源开发单位提供技术指导,推动社会经济可持续发展。

海底管线封存介质和封存药剂筛选

某FPSO在进坞检修期间,海上多条输油管线需要进行临时封存。封存介质和封存药剂的选择会直接影响海管的腐蚀情况,由于海管结构和流体组成的多样性,极大的增加了海管封存作业的难度。为了更好地控制海管内腐蚀,本文根据不同海管的情况制订了针对性的内腐蚀控制方案,通过开展室内封存浸泡腐蚀模拟实验,对海水、淡水、井液三种封存介质及封存药剂进行筛选,通过实验为油田海管在封存期间的防腐蚀提供理论依据,合理制订不同海管的封存方案,降低海底管道内腐蚀风险。

海上油田设施及海底管线避碰实时预警系统的开发应用

针对海上油田群面临的海上生产设施及海底管线实现自动预警及避碰、安全有效监控及辅助管理的问题,从海上生产管理实际需求出发,结合海洋石油通信网络链路及传输特点,采用船舶自动身份识别系统与船舶数据库,并通过统一的电子海图标绘预警方法来实现管线避碰及自动实时预警。开发了海上油田群海底管线避碰实时预警系统平台,并论述了总体框架、软硬件结构及发展趋势。该系统作为保障海底管线及作业设施安全的重要手段,已经应用于海上作业平台及船舶运输,降低了海底管线等设施被船舶碰撞的风险,提高了安全生产管理水平。

强潮地区海底管线状态检测方法研究——杭州湾海底管线状态检测

针对强潮地区海底管线危险性大、且无法用常规方法进行检测的现状,提出一种基于海底声学探测技术的强潮地区海底管线状态检测方法,考虑到海底管线状态检测的主要目的是确定管线与海床面之间的空间关系,该方法选择了侧扫声纳系统、浅地层剖面仪和多波束测深系统等海底声学探测技术.在简要介绍了每种技术的工作原理之后,进行了海底管线状态检测流程的设计,并介绍了各类声学数据的采集过程和基于空间参考的声学数据处理方法,最后提出两种检测成果表达方式,即基于图表二维表达方式和基于ESRI公司的ArcEngine组件的三维表达方式.

海底管线防冲刷技术试验研究

海底冲刷现象严重威胁着海底管线的安全运营.该文从海底管线冲刷机理入手,根据海底管线防冲刷技术的基本原理,提出了仿生防护措施——"人工草"固定法,并结合现有工程项目进行了试验研究,结果表明该方法可以有效地解决海底冲刷造成的管道悬空问题,为海底管线工程的设计、施工和维护提供了指导性的参考.

海底管线抗震设计的极限地震应力计算法

针对现用海底管线地震应力计算时存在的计算应力过大、管线几何参数和埋设深度对计算结果几乎没有影响等问题,在考虑了海底管线实际埋设环境的基础上,通过理论分析,给出了考虑地震时管线周围约束土壤进入塑性滑移状态后的极限地震应力计算方法,来计算海底埋设管线在地震作用下所产生的最大地震应力。用该新方法分析了一实际管线工程的地震应力,并通过与现用方法计算结果的比较,证明该方法克服了现用设计方法仅考虑管土之间为弹性约束、管线几何尺寸对抗震设计影响很小等问题,有效反映了实际铺设环境对海底管线地震应力的作用。本文应用极限地震应力计算法,结合工程实例计算,进一步明确了管线几何参数和埋设深度对极限地震应力的影响规律,为准确计算海底管线的地震应力、制定海底管线抗震规范、进行已服役海底管线的地震风险评估和寿命预测奠定了基础。

海底管线铺设焊接技术现状与发展趋势

介绍了最新海底管线铺设焊接技术的研究现状与发展趋势,比较了各种主要焊接方法的特点,其中熔化极气体保护全自动焊是广泛使用的海底管线铺设焊接技术,提高该技术生产效率的有效途径是采用多头多炬及窄间隙坡口;介绍了闪光对单极脉冲焊、光纤激光-电弧复合焊及非真空电子束焊等新型焊接方法.认为这些方法有望在未来海底管线铺设工程中得到应用并产生重要影响;基于网络和总线技术的计算机集成管线铺设焊接系统可望成为提高焊接生产率的重要途径.

波浪引起的海底管线周围海床动力响应分析

在目前的海床–管线相互作用问题研究中,管线与海床交界面一般假定为不可滑动,没有考虑海床–管线接触效应,同时也没有考虑土体和管线加速度效应对海床动力响应的惯性影响,同工程实际情况存在较大差异。为此,分别基于Biot动力固结理论和弹性动力学理论列出海床和海底管线的控制方程,进而根据摩擦接触理论考虑海床与管线之间的相互作用效应,建立海床–管线相互作用的有限元计算模型。根据计算发现,海床–管线接触效应对管线附近海床中的有效应力影响显著,不同的管沟形状对海床中由波浪所引起的超静孔隙水压力及有效应力影响显著。