非粘结柔性软管失效模式与控制措施研究进展

非粘结柔性软管是海洋油气田与海上平台连接的重要纽带,随着世界海洋油气开发逐步迈入深水和超深水区,其应用也更加广泛。由于柔性软管结构形式和所受载荷复杂,加上海洋环境恶劣,使柔性软管的失效模式更加多样。为此,通过梳理非粘结柔性软管国内外相关研究成果,系统分析了其运行过程中存在的8种典型失效模式,并且有针对性地提出了失效控制措施。研究结果表明:①椭圆度、侵蚀、腐蚀会削弱骨架层抵抗压溃的能力,引起压溃失效;②内压过大、管内气体无法通过排气系统正常排出,会引起抗压铠装层和外包覆层的爆破失效;③过大的轴向拉力载荷同腐蚀、疲劳共同作用会引起抗拉铠装层钢带断裂,骨架层也可能因拉力载荷发生解锁失效;④抗压铠装层钢带缠绕角度过大、外包覆层破裂,轴向压缩载荷易造成抗拉铠装层产生压缩屈曲失效;⑤过度弯曲会导致外包覆层发生破裂、金属层发生屈曲;⑥过度扭转主要导致抗拉铠装层的屈曲或断裂;⑦柔性动态立管常受到风浪流循环载荷作用,易发生疲劳失效;⑧管内流体的渗透或外包覆层破裂导致的海水倒灌会引发柔性软管内部发生腐蚀。结论认为,所提出的降低柔性软管失效风险的预防和控制措施,可以为柔性软管设计和运行管理提供参考。