海底石油管道弧线段设计方法及施工控制(2)
时间:2013-08-07 16:03 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:论文部落 点击次数:
算例
下面将根据二个实际项目的海管数据,利用本文中列举的公式计算路由弧线段的最小曲率半径,然后与这二个项目海管的设计曲率半径相比较。由于设计的曲率半径如果满足式3,则同样满足式1和式2,故将以式3为例进行计算。
东方1-1海管项目
该项目中CEP平台至登陆点的22″海管在KP0.5-KP1.5之间为弧线段,设计曲率半径为1200米,水中重量为0.264t/m;考虑到海管外涂层为混凝土配重层,且海底地质为粘土,取侧向摩擦系数为0.5;经过铺管计算分析,得出底部张力为769KN;安全系数取2.0。将以上数据代入式3,求得的最小曲率半径为1189米,故1200米的设计曲率半径能够满足铺设要求。
蓬莱19-3二期海管项目
该项目中WHP-F平台至RUP平台24″海管弧线段的设计曲率半径为1000米,水中重量为0.158t/m;海管外涂层同样为混凝土配重层,且海底地质为粘土,取侧向摩擦系数为0.5;经过铺管计算分析,得出底部张力为221KN;安全系数取2.0。将以上数据代入式3,求得的最小曲率半径为570米。故设计的曲率半径满足铺设要求,而且根据海管铺设的后调查成果显示,24″海管的弧线段并没有发生滑动现象。
弧线段铺设的控制
铺管船的控制
当海管铺设进入弧线段时,对铺管船的控制提出了很高的要求。首先根据铺管计算得到着泥点距离船尾的长度,然后移船时控制着泥点的位置位于弧线段的设计路由上。一般来说,铺管船的艏向与着泥点处弧线的切线方向一致。而在恶劣海况条件下,尤其对于动力定位铺管船,船艏向会根据现场情况进行适当调整。
铺管监控
如果施工海域的水下能见度允许,在进行海管的弧线段铺设时,可使用ROV水下监控着泥点位置(图1)。在此过程中,ROV始终位于已铺设海管的上方,利用自身携带的信标(UltraShortBase-LineBeacon)和声纳将信号传送至ROV控制室和铺管船驾驶台。驾驶台依据该信号控制铺管船的位置和移船。
图1铺管期间着泥点监控
在深水海底管道工程中,由于USBL的精度随着水深的增大而降低,当USBL的精度不能满足要求时,有必要使用LBL定位设备进行辅助。预先在海管弧线段设计路由的两侧布设若干LBL阵列,ROV携带LBL信标用于监控海管着泥点位置。
结束语
海底管道弧线段的铺设作为海上施工的一个关键风险点,对前期的设计计算以及海上施工过程中的组织管理水平提出了较高的要求,希望此文能对其他的同类工程有所帮助。当然,文中提到的某些方法也有待进一步思索和改进,这也是今后不断努力实践的方向。
参考文献
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