深水S型海底管道铺设可接受标准研究.ppt

深水S型海底管道铺设可接受标准研究,海洋石油工程股份有限公司 COOEC海洋工程技术中心 OETC 赵冬岩,前 言,常用海底管道铺设方法,S-lay,Reel-lay,J-lay,深水S型铺管工程实例,浅水、深水铺管的对比,浅水S型铺管和深水S型铺管的对比表,深水S型铺管的难题,本文主要内容,本文从DNV、API等国际通用标准出发，分析总结了深水S型海底管道铺设所接受的应力应变标准，探讨了适合我国目前工程实际需要的深水S型海底管道铺设可接受标准。本文主要参考规范及标准：DNV,Rules for Submarine Pipeline Systems(1981)DNV-OS-F101,Submarine Pipeline Systems(2007).API RP 1111,Design,Construction,Operation,and Maintenance of offshore Hydrocarbon Pipelines(1999)API 1104,Welding of Pipelines and Related Facilities（2005）CSA Z662-2003 Oil and Gas Pipeline System(2004),DNV海底管道规范1981,DNV Rules for Submarine Pipeline Systems 1981规范中采用应力判断准则：深水S型管道铺设，目前为了提高作业水深，因此允许管道进入部分塑性变形，因此应力校核已不适用深水。,DNV海底管道规范2007,1 H300简化标准上弯段：采用应变校核下弯段：采用应力校核,DNV海底管道规范2007,2 D1100 材料断裂附加要求,DNV海底管道规范2007,3 D605载荷控制条件,DNV海底管道规范2007,3 D605位移控制条件,本文采用算例及结果,应力（载荷）控制下：计算出应力并由分线性本构关系导 出极限应变0.21236%。位移控制条件下计算：极限应变为0.973%,DNV规范结果比较,2007版DNV规范中荷载控制（应力）校核标准结果要小于H300规定的简单安装标准；2007版DNV规范中位移控制（应变）校核标准结果要大于H300规定的简单安装标准；由此可见，简单标准虽然不能替代管道铺设的其他设计准则，但是可以作为保守方法在设计初期校核管道应变。载荷(应力)控制较位移(应变)相对保守。随着管道铺设技术的进步和材料试验的结果验证，深水海底管道铺设管道材料允许进入部分塑性变形，但在不超过材料屈服极限的情况下，仍然能够满足铺设标准。从材料进入塑性形变的比例来看，H300规定的标准仍有一定安全裕度，在进行ECA评估的前提下，管道应变已经超出了简单标准中的限定值，但仍然能够保证施工中的管道安全性。因此，在实际操作中可以在保证管道安全性及施工安全性的前提下，可适当提高简单标准值。,API规范研究,API-RP-1111碳氢化合物海底管道设计、建设、运行和维修,采用同一管道参数：极限应变为0.885%,API规范研究,API-1104管道焊接及相关设备API-1104 Welding of Pipelines and Related Facilities 2005指出，焊接残余应变应小于0.2%，总应变应小于0.5%。与材料力学中规定的最大允许残余应变相同。,CSA Z662油气管道系统,CSA Z662-2003 Oil and Gas Pipeline System 2004中11.2.4.2.2设计标准中规定，累计塑性应变不得超过2.5%。,相关文献,OTC19329 Stain Criteria For Deep Water Pipe Laying Operations 该文章根据管道弯曲理论进行了证明和推导，根据本文算例，据此计算总应变为0.338%,比DNV-OS-F101中H300的允许应变要高,结 论,DNV-OS-F1012007版本中简单推荐标准的应变控制部分偏于保守且相对安全，上弯段应变控制标准可适当提高5%10%；下弯段及托管架最后一点采用应力控制标准：。可以对所用管道进行ECA评估，根据评估结果适当提高应力应变标准。,探 讨,深水海底管道铺设，仍然是我们未知的领域目前国际通用规范没有规定深水浅水提出要求的主体仍是各作业公司各深水作业公司都有自己独立的计算系统和软件 我国深水海底管道工程任重而道远！,谢谢！,