海底不平整度分析及预处理流程
摘要: 海底管道的铺设是海底油气传输的重要组成部分,本文在一般海底不平整度分析方法的基础上,考虑铺设残余张力、外部均布荷载、埋设土壤称重以及局部压块称重。为了确定海底不平整度评定结果与残余层张力之间的关系,进行了残余层张力的敏感度分析,以选择合理的残余层张力进行海底不平整度评定分析,同时也要考虑土壤参数的敏感性。最后以孟加拉单点系泊项目海底铺管作业预处理施工流程为例,对其工作流程进行了一定的描述和技术与现场施工工作的管理进行了总结。

1 前言

海底管道的铺设是海底油气传输的重要组成部分。海底管道连接着海上的单点系泊装置,油气井田,方便了水陆之间的传输,缩短了运输时间,同时大大增加了运输的安全性。

2 铺管模拟

进行海底不平整度分析所采用的是商业有限元软件 Sage Profile v3.0。为确保模拟和真实情况相同,模型中包含以下资料:

1. 根据2019年最新的水深测量数据,模拟三维海床模型。海床的 xyz 坐标被转换成1米的网格间距;

2. Sage Profile v3.0 剖面分析一般采用节点长度为2米的方法进行分析,在预计进行大规模干预工作的地区,如果发现有大面积、尖锐的突起,则应采用较小的节点间距,即1.0米;

3. 管道的性能,包括混凝土重量、涂层厚度和含量密度与实际数据保持一致;

对18管线进行了残余铺设张力敏感度分析,分析结果如图3-1至图3-4所示:

图片4.png图 2-1 残余铺设张力敏感性分析结果

图片5.png图 2-2 土壤参数的敏感性分析结果

图片6.png图2-3 管线轴向高程(残余张力)

图片7.png图2-4管线轴向高程(土壤参数)

敏感度分析结果表明,残余铺设张力越大,且海底土壤越硬,海底不平整度评价结果越趋于保守。顾选择较大的残余层张力和土壤参数进行海底不平整度分析。

3 预处理流程

以孟加拉项目18寸海底管线管廊预处理方案为例,技术与现场配合管理工作有以下事项:

1. 四条管线全路由海底处理量的计算及根据现场施工要求的多次优化计算,处理高度、宽度及带入土壤参数后的估算;

2. 四条管线共计135KM,配合每0.5到2公里为一个单位段多次(最多6次)预后处理,进行处理结果检查,重新计算处理量及处理合格后出正式报告,上报总包及业主监理;

3. 配合现场24小时作业要求,白天进行海底处理和调查工作,凌晨收发调查小组上传;

4. 调查数据,进行数据统计,检查,判断数据有效性,根据现场施工要求,以最快的速度下发分派计算工作任务,全程跟踪每项计算分析工作进行,检查及讨论计算结果,判断施工问题,最后提供现场相应技术指导文件及意见,不定期参与相关施工会议

图片8.png图3-1 海底预处理工作流程简图

4 结语

赵党[6]针对海底不平整度的分析的分析流程叙述的很详细,从根据土质及水深数据开始选取路由,再根据调查得知十年一遇的风、流、浪、涌等环境数据,同时收集海底管道的固有参数:管道有义直径、壁厚、配重以及内在介质的属性:温降、压强和密度,输入正确的计算条件,计算在安装、注水、试压及营运工况下的最大允许悬跨。

参考文献

[1]柏秀芳, 龚德俊, 李思忍,等. 根据流速剖面估计海底粗糙长度的研究[J]. 海洋学报:中文版, 2008(04):178-182.

[2]汪炳祥, 李国璋. 海面粗糙度的分析[J]. 海洋学报, 1997(019-005):20-28.