海底管道的设计通常按照国际通用规范进行。一般考虑的主要因素有:选用的设计条件、规范和规定、管道路由、海底状况、坐标及接口、管道设计寿命、操作数据及条件、管道尺寸、环境数据、钢管材料特性与外防腐涂层等。海底管道设计主要包括:管道尺寸和壁厚设计、工艺流程分析、管道稳定性计算、膨胀位移设计、铺设应力计算、弃管与回收计算、立管设计、管道自由跨度分析及管道防腐设计等。
海底管道的管材选择
海底管道的管材选择,必须满足设计和海上铺管的施工要求,但对海底管道的管材制造方式没有特殊要求,如无缝钢管,各种保护焊的直缝钢管等均可以使用。在能满足设计和安装要求的前提下,同时要选用较经济的管材。
海底管线一般都选用无缝钢管(3),电阻焊直缝钢管(./0)和直缝焊接钢管(12.)。钢管的制造严格按照美国石油学会规范。规范,是为石油和天然气工业提供用于输气、输油和输水的管子标准。该规范提供了各种钢级的无缝钢管和焊接钢管,包括其制造工艺和材料、化学和物理性能要求、试验方法和标准尺寸等。规范中包含的钢级有4%以及上列和以上更高钢级的中间级。对各种钢级的钢管尺寸、重量和试验压力,列有详细的公制表和英制表。
在4563789!:规范中,钢级代号4级和;级并不包含规定的较小屈服强度。其它钢级代号,在字母4或<之后取规定的较小屈服强度的前两个数字,如4%!表示此级钢管的较小屈服强度为(=%>5?(%!"""7@))。<&%表示此级钢管的较小屈服强度为%$->5?(&%"""7@))。对于各种钢级的钢管机械性能,4563789!:中也都有相应的要求。
柔性立管
在海洋石油工业中,除了选用钢管外,还使用具有*特优点的柔性软管。由于柔性软管的结构、加工、运输和安装等方面的工艺技术日趋完善。因此,在海洋石油开发中应用越来越广泛。
柔性立管是柔性软管中的一种主要用途。它使海底工程系统如海底底盘、水下井口、水下管汇、水下安全装置等,与海面工程系统如平台、油轮等连成一个整体生产系统。
与刚性立管相比,柔性立管有以下优点:
尽管柔性立管的建设投资**刚性立管,但柔性立管在恶劣海况下不会影响生产,并能维持连续生产的要求;
安装便利、快速,能在船前、船后或船的任何其它部分与水下设备连接;此外,还便于分阶段安装和扩建;
立管与船体间的撞击轻微;抗腐蚀能力强。
柔性立管的结构柔性立管是由钢材与塑性材料两部分组成,其钢材部分提供机械强度,而塑性材料部分起防漏作用。
外层热塑料层:其作用是防止金属层结构受到外部腐蚀和磨损,以及粘合基本的张力条。
双层斜拉铠装层:此层通常是由扁平钢丝做成。它主要用于防止管子在装卸时发生张力变形,抵抗轴向载荷及内压力。
’中间热塑料层:其作用是当外壳层受到损坏时防止内部壳层挤毁。
内热塑料层:其作用是使管子密封,抗内磨损、内腐蚀。
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