海底管道清管器运行时间预测

海底管道清管器运行时间对于清管收球作业具有重要的参考作用。为了明确清管器运行时间的影响因素，运用灰色关联分析法对海管里程、海管进出口压力差、输气量、海管进出口温度差、过盈量、清管器质量、输油量、含水率进行关联度计算，分析各影响因素与清管器运行时间的相关性，并以此构建了网络结构为（8,11,1）的清管器运行时间BP神经网络预测模型。以渤海某油田海底管道的清管作业数据记录为样本，对清管器运行时间进行预测及验证，结果表明：该模型预测的清管器运行时间的平均误差为8 min，平均相对误差为12.5%。研究结果可为制订合理的海底管道清管收球作业方案提供参考。（图5，表2，参20）     

海底管道检测信息管理系统的设计与实现

为实现海底管道检测数据的信息化管理和三维表达，有效解决海底管道与海床面空间关系显示不够直观，以及数据处理中地图与表格分离难以维护数据一致性的问题，通过分析海底管道检测内容与数据处理流程，探讨了基于GIS技术的海底管道检测信息管理系统的体系结构、数据组织、总体功能与关键技术，并在．NET环境下采用ArcEngine完成了系统的开发，实现了海底管道检测信息的统一管理、查询、三维显示和分析，满足了海底管道日常维护管理工作需求。该系统在杭州湾海底管道检测数据的管理中发挥了技术支撑作用，可为其他海底管道检测数据的信息化建设提供示范与借鉴。     

海底管道溢油防控措施

从设计、防腐、人为和自然因素等方面分析了海底管道的溢油原因,指出应加强在役海底管道的承压能力及管体与海底相对位置的定期检测,采取有效的机械损伤预防措施,必须考虑管道的路由、埋深、壁厚、防护覆盖层、水动力条件及泄漏检测系统的合理配置等因素,优化新建和预建海底管道的设计和施工.提出了建立HsE管理体系和溢油应急组织、加强区域协作等海底管道溢油的防控管理和技术措施.介绍了水上焊接修复法及水下不同方式的管道修复方法.     

海底管道悬空段状态检测及安全性评价

由于海况的变化,海底管道会出现悬空段,其安全性受到高度关注.采用侧扫声呐及浅层剖面检测技术,对某海底管道进行了实际检测,得到了管道全线的掩埋、裸露、悬空现状,同时对悬空段进行了加密检测,探明了海床状况.构建了海底悬空管道应力分析模型及涡激振动分析模型,并基于实际检测结果,对该海底管道进行了悬空应力分析及涡激振动分析.结...     

无人艇海管检测系统的研制及应用

为保证海底管道的安全运行,定期巡检必不可少,而传统检测方法存在诸多问题,限制了海管检测的频率和效率.为此,提出一种无人艇(Unmanned Surface Vessel,USV)海管检测系统,该系统通过在USV上搭载海管检测系统,可实现出海作业由岸上人员远程操控,并可自主航行开展巡线.USV海管检测系统由USV子系统、...     

漏磁检测器用于海底管道的磁化研究

为了研制海底管道漏磁检测器,使用陆上管道漏磁检测器对海底管道的磁化效果进行研究。利用Ansys有限元仿真软件分析了海底管道厚壁管、混凝土配重层、双层管对漏磁场的影响。小口径漏磁检测器用于海底双层管检测时,被测管壁的磁场强度可达漏磁检测磁场要求阈值下限,需要改进。大口径漏磁检测器用于海底管道检测时,管壁的磁场强度能够达到漏磁检测的要求,缺陷信号量化和识别精度亦能够满足漏磁检测器的设计要求。研究成果对指导海底管道漏磁检测器的开发具有重要意义。     

国内外海底油气管道废弃处置规范

废弃处置是海底油气管道全寿命周期管理的重要环节,目前尚缺乏专门的海底油气管道废弃处置规范,有必要系统调研整理国内外海洋油气设施弃置处置规范与海底管道弃置相关的法律规范及标准指南。调研发现,相关国际组织和沿海国家均制定了海底管道废弃处理方面的法律规范或作业指南,但现阶段尚无统一要求。中国相关的法规和标准较为笼统,无专门针对海底管道的具体要求,难以应对复杂的海底管道弃置问题。通过分析对比国内外政府、石油公司关于海洋结构物废弃处理的法规、标准,找出中国现行法规、标准不足之处,进而从区域立法、责任主体以及具体实施方案等方面对制定中国海底油气管道弃置处置法规、标准提出建议。     

海底管道蜡沉积在线检测技术新进展

调研了国际上最新的海底管道蜡沉积在线检测技术。压力波传播技术可以准确检测管道蜡沉积的堵塞位置,但对堵塞长度和严重程度的检测可靠性较低;放射性同位素技术可以在线检测管道蜡沉积的位置和厚度,能够提供实时在线检测结果,可靠性较高;热脉冲蜡沉积检测技术可以对管道蜡沉积进行连续测量,可靠性也较高。现有海底管道蜡沉积在线检测技术基本限于在小型模拟环道中试验应用,极少部分试用于实际海底管道。因海底管道距离海上平台较远,故远程测试技术发展前景广阔。（图7,参13）     

海底管道开沟犁及其设计分析

用海底犁进行海底管道开沟是一项趋于成熟的施工技术。本文评价了海底管道开沟犁技术的发展与动态,分析了海底犁的结构类型及特点,讨论了海底犁犁总体设计时所应考虑的问题和技术关键。指出海底犁技术集是现代科技之大成,应把海底犁作为海底管道施工技术的重要部分,我们应在吸收和消化国外现有技术成果的基础上发展适合于我国海况的海底犁机型。     

复合聚氨酯海底保温管道试制

聚氨酯复合涂层体系由具有特殊性能的聚氨酯与不同类型的空心微球复合而成,同时具有保温和防护功能,可分为有机空心聚合物复合聚氨酯涂层（PSPU）和无机空心玻璃微珠复合聚氨酯涂层（GSPU）。通过对原材料、浇注设备、成型模具、浇注工艺进行研究,确定了复合聚氨酯保温管道的试制工艺流程,掌握了预制过程中的核心参数,并首次在国内成功预制出复合聚氨酯保温管道。管体材料取样检测及产品性能初步检测结果均已达到技术要求,后期将开展整体管道的性能评测,以尽快推广复合聚氨酯海底保温管道在国内工程的应用。     

海底管道泄漏事故统计分析

统计分析了墨西哥湾和中国海域203起海底管道泄漏事故,得出第三方破坏、冲刷悬空、管道腐蚀为事故主要致因。分析了第三方破坏的起因,提出了应对措施和维护方法。建立了海底管道悬跨鱼刺图模型,认为设计埋深不合理、施工埋深不足、未采取保护措施、施工质量不达标和地形数据不准确是导致悬跨的深层次原因,并提出悬跨防控措施。指出引起海底管道腐蚀的因素包括防腐层失效、阴极保护失效、管道自身缺陷等,给出了减少腐蚀泄漏的措施。统计分析结果可为降低海底管道运行风险水平、提高日常作业管理和事故应急能力提供参考。（图4,表1,参15）。     

海底管道挖沟机射流泵参数确定方法

在海底管道挖沟埋设施工中,除了管道登陆的近岸段采用预挖沟方式挖沟以外,其他海洋段普遍采用海底挖沟机进行后挖沟埋设.在后挖沟施工中,海底管道挖沟机利用高压射流冲射海底泥面形成所需的沟形,采用射流泵将冲射过程中打散的泥沙及时排出工作区域.基于对射流泵设计原理、射流泵的基本方程以及射流泵性能曲线的分析,给出了海底管道挖沟机射流泵的技术参数(最大土方流量、流量比、扬程比、面积比、射流体积流量等)的确定方法及步骤,可为海底管道挖沟机相关参数的确定和主要设备选型提供依据.     

小口径海底管道水力清管工艺

管径小于102 mm的小口径海底管道的清管施工是一项难度较高的工程作业,对于此类小口径管道,当采用传统通球清管作业时,清管球卡堵的风险与大口径管道相比要高出很多。对内径为40.6 mm的钢管与软管组合连接的小口径管道内的杂质类型及粒径进行分析,并研究其在管道内的启动情况,通过计算选取合适的清管液流动速度并进行现场实际验证,采用3倍以上管道内杂质沉降速度的清管液流速带动管道内杂质的水力清管方式能够将小口径管道内的杂质进行有效清理。因此,在不采用清管球的条件下采用合适流速的清管液进行管道内杂质清理的方式,可以应用于单一材质小口径管道和不同材质管道连接的小口径管道中,从而规避通球清管作业的卡球风险,在清理效果相同的情况下,提高了作业效率,降低了施工成本。     

三维海底悬空管道自振特性研究

利用有限单元法对三维海底悬空管道的自振特性进行了模拟分析研究,建立了悬空管道的三维分析模型,得到了三维管道刚度和质量矩阵,并形成了悬空管道的自由振动方程.采用机械振动的广义JACOBI理论编制JACOBI程序,计算固有频率的数值解及临界悬空长度.结果表明,采用JACOBI程序可以快速、方便地求出海底悬空管道的固有频率,为海洋工程的管道设计提供依据.     

曹妃甸油田变径海底管道清管的可行性

为了对曹妃甸油田3条变径海底混输管道实施清管,以其中的WHPE至WHPD海底管道为例,对其清管的可行性进行研究。研制了蝶片直板清管器,其蝶片密封盘具有较好的密封性、柔韧性及耐磨性,通过能力强,可以双向运动,能够适应于变径海底管道清管作业。通过模拟清管过程可知:曹妃甸油田变径海底管道清管是可行的,采用蝶片直板清管器可以较好地完成该管道的清管,清管平均速度为0.8 m/s,清管时间为5 990 s,清管过程中管道入口压力最大值为2.64 MPa,远小于管道入口设计压力与清管器承受压力。辨识出WHPE至WHPD变径海底管道清管的主要风险,并制定相应的应对措施,清管风险可控,安全性较好。研究结果为变径海底管道的完整性管理与风险评价提供了指导。     

海底油气管道多相流动中的若干技术

分析了海底混输管道多相流动中的若干关键技术问题,这些技术问题是,天然气凝析液输送技术、油水(稠油/水)输送、油气水三相流动规律的研究现状及存在问题;海底管道流动保障技术(气体水合物、结蜡等固态物控制)、海洋立管中严重段塞的形成和控制方法、天然气/凝析液清管技术、多相计量和增压设备和技术等。指出了在对多相管流研究的基础上,以流动安全技术作保障,应用先进的多相计量和增压设备,采用高度自动化控制系统,建设长距离、大口径、高压力油气混输管道,可以为我国的海洋油气田向更深水海域发展提供技术支持。     

海底油气管道全寿命周期风险评估模型

海底油气管道作为海上油气田生产系统的重要组成部分,其设计、施工、运行及弃置等各阶段均存在诸多风险。为了降低海底管道全寿命周期内各类风险,减少海底油气管道事故,围绕海底油气管道全寿命周期管理过程开展风险评估,建立了海底油气管道全寿命周期风险评估体系;根据海底油气管道的时间属性,将海底油气管道全寿命周期划分为6个寿命阶段;依据空间属性,采用递进细分原则,对海底油气管道进行分段,梳理不同阶段影响管道安全的制约因素,并对风险制约因素进行权重赋值,建立了管道失效可能性评分模型与失效后果评估模型,得出了风险值;根据风险值确定管道风险等级,再依据风险等级对危险管段实施管控,有效提升了管道全寿命周期内的风险控制水平,为海底油气管道全寿命风险管理提供了参考。     

海底长输管道修复RTP管穿插牵引力计算模型

针对海底长输油气管道走向曲折多变,弯头多且曲率大,同时受平台作业空间和动力供应等限制,修复工程成本和技术风险迅速攀升的问题,研制了抗拉型RTP管,其是在具有高柔特性的芳纶增强热塑料复合管（RTP管）的基础上,增设了芳纶抗拉复合层,从而具有弯曲刚度小、径向刚度大、抗拉能力强、质量轻、耐磨损、承压高、安全可靠等优点。以抗拉型RTP管穿插海底长输油气管道为研究对象,通过理论推导和试验验证,提出了RTP管穿插海底长输油气管道牵引力计算模型,该模型运用于马来西亚石油公司海洋油气田17km长输管道穿插修复工程,获得了令人满意的效果。（图6,表2,参6）     

海底悬跨管道形成及破坏机理

海底管道悬跨段的出现将会增加管道所受载荷作用力,使管道更易发生破坏。基于海底悬跨管道的特征,简要分析了海底管道的悬跨机理,总结了悬跨段在重力、浮力、波浪力及海流力作用下的破坏机理和研究现状,并对悬跨管道研究的发展趋势进行了展望。结果表明:分析不同结构形式的海底管道在复杂荷载联合作用下的变形和破坏已成为海底管道悬跨段研究的重要发展方向;今后有必要系统地研究流场特性和地震动特性对管道周围流场和受力的影响规律,计算更复杂约束下海底悬跨管道的允许悬跨长度,以及从多种判定依据着手分析比较海底管道允许悬跨长度,并得到相应判定依据的适用范围。     

海底管道加热系统

维持管道停输或低流速下的温度是海底管道设计的一个关键问题。深水管道所处海底的温度低达2.8～4.4℃,管道操作温度必须维持在水化物生成或石蜡堆积的临界温度之上才能避免由此引起的管道阻塞。