水下跨接管制造测试国产化关键技术及展望

水下跨接管作为构建完整水下生产系统必不可缺的重要部分,通常可用于水下采油树、水下管汇类(CM/PLEM/ILM)、管线终端(PLET)、立管基座和输油管线等之间的连接,在水下生产系统中有着极为广泛的应用。水下跨接管根据其管线材料可分为刚性跨接管和柔性跨接管。通过对各类跨接管特点的介绍以及水下刚性跨接管制造测试关键技术的论述,分析了水下跨接管国产化的现状,对推进我国水下跨接管、水下连接器的国产化进程有一定的借鉴意义。

水下跨接管的外部绕流及振动分析

以垂直式M形刚性跨接管为研究对象,通过Solidworks软件建立了跨接管的三维模型,并将模型导入ABAQUS中进行模态分析,得到了跨接管各阶模态的固有频率,然后通过Fluent软件分析了不同海水来流速度下跨接管表面的涡脱频率。分析结果表明,当海水流速在0.1-0.4m/s范围内时,跨接管尾流区的涡脱频率与海水流速呈线性关系,其固有频率超出了涡脱频率的范围,不会因涡脱而产生共振现象。研究结果可为水下油气安全生产及输送提供指导。

水下管线的流体振动分析

内部流体流动导致的振动问题越来越受到水下生产系统设计的重视。分析研究了流动导致的振动原理,并给出常见FIV(流体导致的振动)振源。依据AVIFF(工艺管线中避免振动导致的疲劳失效指南),在流体导致的振动分析中,研究管道失效的可能性(LOF),并给出其计算分析的流程。在水下气田生产系统中FIV问题更为突出,本文选取南中国海某气田其中比较典型的M型水下跨接管进行实例分析,给出详细的工程实际计算方法和实际操作建议,分析了不同流速下LOF值,利用有限元方法计算跨接管在不同模态下的振动频率。文章最后指出未来水下管线FIV分析的趋势和方向。