淺析海底管道的挖溝設(shè)計(jì)方法ppt課件

1、淺析海底管道的挖溝設(shè)計(jì)方法淺析海底管道的挖溝設(shè)計(jì)方法主要內(nèi)容主要內(nèi)容引言設(shè)計(jì)方法概述初始條件過濾設(shè)計(jì)參數(shù)沖擊負(fù)荷拖曳負(fù)荷鉤負(fù)荷接受規(guī)范定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)論一、引言一、引言 海底管道的挖溝和埋設(shè)，是為添加在位坐底穩(wěn)定性，同時(shí)在漁業(yè)拖網(wǎng)等活動(dòng)下提供維護(hù)。 漁業(yè)活動(dòng)對于未做挖溝埋設(shè)處置的海底管道的影響等還是相當(dāng)顯著。 目前，漁業(yè)活動(dòng)拖網(wǎng)載荷對海底管道的影響，國內(nèi)、外都還沒有強(qiáng)迫規(guī)范進(jìn)展商定，只是在如API RP 1111、ASME B 31.8、DNV-OS-F101等國際規(guī)范中有部分建議。 傳統(tǒng)上，人們在界定管道可以接受拖網(wǎng)載荷才干時(shí)，獨(dú)一根據(jù)是管徑，即人們熟知的16法那么：管徑不小于16的海底管道可

2、以接受拖網(wǎng)載荷，故無需進(jìn)展挖溝維護(hù) 。 隨著海上油氣開發(fā)逐漸向深海推進(jìn)，高溫高壓油藏條件，使更多小管徑海底管道逐漸得以運(yùn)用，故有思索對小管徑管道進(jìn)展挖溝維護(hù)研討的必要 。二、設(shè)計(jì)方法概述二、設(shè)計(jì)方法概述一、適用范圍剛性鋼質(zhì)海底管道未粘合的柔性管道和捎帶捆綁式管道二、設(shè)計(jì)方法概述二、設(shè)計(jì)方法概述二、方法第一步是建立關(guān)于管道、環(huán)境和拖網(wǎng)的模型。 評(píng)價(jià)拖曳力與時(shí)間的關(guān)系，及其產(chǎn)生的管道彎曲評(píng)價(jià)沖擊能量、在管道上產(chǎn)生的凹痕評(píng)價(jià)由于拖網(wǎng)鉤住時(shí)產(chǎn)生的載荷和彎曲后果三個(gè)級(jí)別的評(píng)價(jià)監(jiān)控 二、設(shè)計(jì)方法概述二、設(shè)計(jì)方法概述總的設(shè)計(jì)方法表示圖頻率確定失效頻率生命周期成本評(píng)估整個(gè)生命周期包含的成本風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果確定的結(jié)

3、果失效標(biāo)準(zhǔn)建立何種界限狀況已經(jīng)被超越鉤掛工程模型確定因鉤掛荷載產(chǎn)生的變形管道變形工程模型確定因熱膨脹和拖網(wǎng)荷載引起的變形撞擊工程模型確定因拖網(wǎng)撞擊產(chǎn)生的缺陷荷載工程模型確定作用在管道上的拖網(wǎng)荷載直接分析結(jié)果是/否判定確認(rèn)不需要進(jìn)一步分析的工況整個(gè)生命周期中漁業(yè)活動(dòng)監(jiān)控拖網(wǎng)類型、速度和頻率輸入數(shù)據(jù) （管道、操作、環(huán)境、拖網(wǎng)尺寸）三、初始條件過濾三、初始條件過濾一、經(jīng)過如滿足如下條件時(shí)，剛性管道也答應(yīng)以不需求挖溝處置：1滿足：管道帶有混泥土配重層或者管道有保溫層當(dāng)采用普通拖網(wǎng)捕時(shí)，要求保溫層厚度大于20mm，例如，其沖擊的能量不超越14kN；當(dāng)采用梁拖捕魚法時(shí)，那么要求保溫層不小于45mm，例如，

4、其沖擊能量不超越38kN?；蛘吖艿李愋蜑楣苤泄芟到y(tǒng)、或者采用集束內(nèi)管的方式三、初始條件過濾三、初始條件過濾2 滿足：管徑不小于16名義管徑或者管徑在10-14之間，所處區(qū)域的管道沒有懸跨，該區(qū)域也不會(huì)采用梁拖捕魚法3 管道的操作溫度不超越40柔性管和一切其他的剛性管的工況需求進(jìn)一步評(píng)價(jià)。二、不經(jīng)過 對于無鎧裝柔性管、2-3的捎帶捆綁式管道，不大能夠滿足決議性分析的接受規(guī)范。對于此類型管道，依然可采用風(fēng)險(xiǎn)分析方法。四、設(shè)計(jì)參數(shù)四、設(shè)計(jì)參數(shù)一、總體鋼管參數(shù)管道運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略環(huán)境條件和海床地形漁業(yè)活動(dòng)本錢二、鋼管參數(shù)鋼管直徑壁厚腐蝕裕量資料屈服強(qiáng)度資料的韌性涂層類型涂層厚度涂層資料特性管道長度管道走向 四

5、、設(shè)計(jì)參數(shù)四、設(shè)計(jì)參數(shù)三環(huán)境要素土壤特性管道自埋的歷史數(shù)據(jù)管道沖刷的歷史數(shù)據(jù)海床地貌特征四、漁業(yè)活動(dòng)漁具質(zhì)量分布漁具速度分布漁業(yè)活動(dòng)的密集度拖網(wǎng)的方向分布變向拖曳才干和絞車載荷限制/剎車設(shè)定值管道所處海域內(nèi)，預(yù)期漁業(yè)活動(dòng)開展和實(shí)踐四、設(shè)計(jì)參數(shù)四、設(shè)計(jì)參數(shù)五管道營運(yùn)戰(zhàn)略管道調(diào)查要求，例如，調(diào)查類型和頻率智能清管預(yù)期的補(bǔ)救措施，例如，懸跨處置修補(bǔ)戰(zhàn)略六、本錢數(shù)據(jù)工程和工程管理資料建造和調(diào)試活動(dòng)管道鋪設(shè)、挖溝、拋石等檢測和調(diào)查在營運(yùn)中懸跨修正應(yīng)急維修不同保送介質(zhì)溢油清理和賠償五、沖擊載荷五、沖擊載荷沖擊能量：產(chǎn)生凹痕的能量是指被管壁吸收并產(chǎn)生變形的那部分能量，方法如下：保守假定凹痕能量為50%的總沖

6、擊能量，求得其產(chǎn)生的凹痕尺寸，檢查能否滿足接受規(guī)范假設(shè)上述方法無法經(jīng)過，那么按以下步驟進(jìn)展：假設(shè)有知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，那么與其相比較； 對帶涂層的鋼管進(jìn)展沖擊實(shí)驗(yàn)； 經(jīng)過詳細(xì)的模擬實(shí)驗(yàn)確定凹痕能量。得到凹痕深度 ：21)(21212222221)(getoweIvumumE五、沖擊載荷五、沖擊載荷得到凹痕深度 ：模擬模型表示圖 梁單元給出的管道和土壤總體響應(yīng)剛性物體（拖網(wǎng)質(zhì)量+附加質(zhì)量，同樣的初始拖網(wǎng)速度）涂層的彈性剛度管壁的彈性剛度32)25(tEDdymi六、拖曳載荷六、拖曳載荷可以經(jīng)過有限元軟件建立拖網(wǎng)拖曳模型，模擬拖網(wǎng)運(yùn)動(dòng)及其在管道上方拖曳過程中產(chǎn)生的拖曳力，從而得到拖曳力時(shí)間關(guān)系。端部約束側(cè)

7、向屈曲多次跨越應(yīng)變結(jié)果2.52.01.51.00.5025.020.015.010.05.00.0-5.0時(shí)間（ ）力（拖曳力-時(shí)間關(guān)系圖1730拖網(wǎng)以4節(jié)速度經(jīng)過8輸送管道七、鉤載荷七、鉤載荷當(dāng)拖網(wǎng)被鉤在管道上時(shí)，產(chǎn)生的反作用力會(huì)使?jié)O船有“暫停的景象，被稱為拖網(wǎng)妨礙，即鉤載荷。 拖網(wǎng)妨礙的載荷： 管道被網(wǎng)板鉤住后的運(yùn)動(dòng)表示圖 wvwwsnaglMAEvF/拖網(wǎng)捕魚板運(yùn)動(dòng)方向拖纜捕魚網(wǎng)板約束點(diǎn)管道最大變形為1/2網(wǎng)板長八、接受規(guī)范八、接受規(guī)范一、凹痕沖擊載荷管道內(nèi)壓為常壓時(shí)，管壁上的凹痕應(yīng)不超越：4% 當(dāng)D/t 182% 當(dāng)18 D/t 30八、接受規(guī)范八、接受規(guī)范二、拖曳載荷和側(cè)向屈曲時(shí)，其

8、應(yīng)變應(yīng)滿足 其中， 是彎曲應(yīng)變， 是臨界彎曲應(yīng)變 ，P是外部超壓，Pc是導(dǎo)致靜水力壓潰的特征壓力 ： 13 . 1nxcxcbcbFFPPbbctDfPPPPPPycycec022113212DtEPeDtPyy2yttDFxcDtn3001八、接受規(guī)范八、接受規(guī)范三鉤載荷管道接受側(cè)向屈曲和鉤載荷時(shí)，其應(yīng)變應(yīng)滿足無需思索在同一點(diǎn)有多次鉤負(fù)荷產(chǎn)生的情況 1nxcxcbcbFFPP九、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)九、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)在進(jìn)展確定性分析時(shí)，思索最惡劣的參數(shù)組合工況。當(dāng)分析闡明拖網(wǎng)活動(dòng)對管道呵斥的損壞能夠會(huì)繼續(xù)不斷，那么可以運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)來確定該損壞的概率，并確定管道在生命周期的維護(hù)本錢。假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果闡明拖網(wǎng)對管道的損壞的風(fēng)險(xiǎn)足夠低，而且后續(xù)的維護(hù)本錢比挖溝本錢要低的情況下，那么能夠?yàn)楣艿啦煌跍咸峁┲С帧Ｊ?、結(jié)十、結(jié) 論論 海底管道挖溝設(shè)計(jì)只是管道整體平安性中的一環(huán)。 目前針對海底管道挖溝與否的設(shè)計(jì)，還根本都是基于以往勝利的工程閱歷。但隨著海上油氣開發(fā)逐漸開發(fā)利用，