一种新型管道支架在海洋平台的应用
PDMS在海洋平台配管设计中的应用
现 出工程设计中需要 的管道 的压力、温度 、保温、伴热等工程设计参数及附加参数。 Ｐ ＭＳ软件的管道建模功能中数据层次分为管道（ｉ ） 分支 （ ｒ ｃ ） Ｄ Ｐ ｅ、 ｐ Ｂ ａ ｈ 与元件三个层次， “ ｎ 是 金 字塔 ”式的数据结构 。 管道相当于完成特定工艺功能的管系， 分支相当于工程设计中的一段头尾定义
Ｐ ＭＳ在海洋平 台配 管设计 中的应用 Ｄ
于香芬 ，袁小 ，崔同凯
（ 海洋石油工程股份有限公 司 计公 司，天津 ３０５ ） 设 ０４ １
摘
要
结合 Ｐ ＭＳ 西江 ２．Ｄ Ｐ 台项 目的使用情况 ， Ｄ 在 ３１ Ｐ 平 系统地介绍 了 用 Ｐ ＭＳ 利 Ｄ 软件在海洋平台配管设计 过程 中的具体 应用， 建立 Ｐ ＭＳ管道 数据库 ， 立管道 、 Ｄ 建 支架的三维模型及管线 Ｉ 图、 Ｓ Ｏ 支架详 图的抽取；
并提出了Ｐ ＭＳ软件应用的具体解决方案，交流应用体会，对 Ｐ ＭＳ软件的进一步深入应用进行探讨。 Ｄ Ｄ
关
键
词 ：Ｐ ＭＳ Ｄ ；配管；三维设计
１ 引言
海洋 石 油平 台设计 是一项 复杂 的多专 业综 合设 计工程 ，配管 专业是其 中非 常重 要 的一 部分 ，要在 有 限 的空 间 内实现配 管专业 与其他 专 业 的协 调 设计 ， 先进 的设计软件 和综合 管理软 件 是必不可 少 的工
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４ ８卷 增 刊 ２０ ０ ７年 Ｉ 月 １
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文 章编号 ： １０．８２２０）一６６０ ０ ０４ ８（０７Ｓ０ １—７
PE管在海洋平台生活模块中的应用
PE管在海洋平台生活模块中的应用张磊摘要：PE管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生产的管道输配水系统，在海洋平台生活模块中常用于凉水、海水以及下水管道,它克服了镀锌管、铸铁管易锈蚀、结垢、滋生细菌、寿命短的缺点，其重量轻以及施工方便的特点使其在海洋平台生活模块中的应用得到较快发展。
本文着重介绍了聚乙烯管道系统的构成以及施工方法，提出了施工中出现的问题,为进一步扩大应用提供了参考。
一、PE给排水管道的优越性1、耐腐蚀、不结垢:PE给水管材是一种具有非极性结构的高分子材料,具有较好的耐化学性。
对水中的所有离子和建筑物内的化学物质均不起化学作用,具有抗酸碱腐蚀能力、不生锈、不结垢、耐老化、不滋生微生物、不产生异味。
絮凝物使水质变色,符合卫生规定,是给排水的理想管材。
2、质量轻:质量仅为钢材的1/10,可大大减轻工人的施工强度,降低了机械的吊装费用。
尤其对于海洋平台这种对重量有严格控制的结构体来说，质量的减轻显得尤其重要。
3、管件连接牢固,由于聚乙烯具有良好的热熔性,能保证接口材质结构与管体本身的同一性,实现了接头与管材的一体化,熔接接头泄露率比金属管道显著降低。
4、管内流体阻力小,管段内壁平滑,沿程摩阻力比金属管道小,管件连接不缩径,局部阻力系数比钢管小。
5、使用寿命长易回收利用,镀锌管的使用寿命一般为10年～15年,实际使用时间往往更短，而PE管使用寿命可达50年。
它易回收利用,不产生对环境有影响的物质,技术成熟且不断发展。
二、聚乙烯管道系统的构成1、管材(1)颜色A、GB13663规定，给水用聚乙烯规定为蓝色或黑色加蓝条(2)长度长度一般为12米／根(标准规定为6、9、12米／根)，小口径管可盘卷。
(3)性能指标———短期静液压强度：在20℃、环向应力9MPa下，韧性破坏时间应大于100小时在80℃、环向应力4.6MPa下，脆性破坏时间应大于165小时———热稳定性：在200℃下，应大于20分钟———耐应力开裂：在80℃、环向应力4MPa下，应不小于170小时———压缩复原在80℃、环向应力4MPa下，应大于170小时———纵向回缩率：在110℃下，应不大于3％———断裂延伸率：应大于350％(4)压力等级对于给排水管道，ISO4427中是按原材料的不同等级(PElOO、PE80、PE63等)、标准尺寸比(SDR)给出的。
我国海洋导管架平台的发展与应用
我国海洋导管架平台的发展与应用作者：任柯融来源：《科学与财富》2015年第24期摘要：随着石油资源需求的日益扩大，对能源开发中海洋石油平台的应用也提出更高的要求。
尤其现阶段关于导管架可靠性方面的理论研究已逐渐深入，且在实际应用中取得良好的效果。
对此，本文主要对导管架结构得到基本概述、导管架节点介绍、应用导管架平台的主要优势以及导管架在实际工程中的具体应用与发展趋势进行探析。
关键词：导管架平台；海洋资源；应用；发展前言：在科学技术快速发展的背景下，海洋油气资源开发逐渐应用较为成熟的导管架平台。
其应用的优势主要得益于自身两方面结构优势，其一为钢管桩与导管架部分，主要负责对上部的相关设备设施起到一定的支撑作用，其二为甲板与相关设施组成，该部分的功能体现在对油气资源的收集与处理，主要集中在系统上部位置。
综合来看，导管架平台是现阶段海洋油气资源开发的重要途径，对其应用与发展前景的分析具有十分重要的意义。
一、导管架结构的相关概述对导管架结构研究首先可从导管架形式着手，以导管数量为依据，对其形式的分类具体体现在三种：第一，类似于等边三角形形状的三导管形式，此类形式导管架多集中在如火炬塔、井口保护或其他设备支撑等方面的运用。
第二，具有矩形或正方形特征的四导管形式，导管数量为四根导管，该种形式导管架是海洋油气生产中极为常见的结构，如在钻井、压缩机以及油气开采等方面的平台，一般设计时需使导管保持一定的斜度。
第三，以导管数量为八根的导管架，该结构形式布置中类似于矩形形状，也是开发石油资源的重要结构形式，而且由于自身具有面积较大的甲板，在承载力方面具有极大的优势。
另外，上部结构在平台中的形式也有所不同，如框架式结构，通过立柱将下层甲板与上层进行连接，甲板处的载荷都可由该结构承受，并通过立柱将载荷向桩基部分以及导管架进行传送。
再如桁架式结构，从构成上看主要以桁架与梁为主，通过桁架使上下层甲板实现连接形成整体结构，使载荷向桩基部分以及导管架进行传送。
钢骨架塑料复合管材在海洋平台的应用
价格较高，强度较差，耐温性差等缺点，制约着其在平台中的应用。酌情优选性价比较高、施工维修
方便的管材替代现用的管材 ，具有非常重要的现实意义。 根据市场信息以及钢骨架塑料复合管的综合性能较好 ， 有望用于海上平台的部分管系，以便替代 碳钢 、Ｃ － ｉ ｕ 合金、双相不锈钢及玻璃钢等现用管材 。 Ｎ
０４ （ ／ Ｋ ） ．３ Ｗ Ｍ 。
（ ）抗溶蚀性能好： ９ 与金属管道相 比， 钢骨架塑料复合管同 Ｐ Ｅ管一样，具有优异的抗化学腐蚀
性 ，对酸 、碱 、盐溶 液和有 机溶 剂等腐 蚀性 介质 具有 良好 的耐溶蚀 性 。
（０ １ ）安全可靠的连接方式：迄今为止，塑料管道的电熔连接被认为是最安全可靠的连接方式，
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４ ８卷 增刊 ２０ ０ ７年 １ １月
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文章 编号 ：１０－８２２ ０）一５６０ ００４ ８ （０ ７Ｓ０７—６
关 键 词 ：海洋石油平台；腐蚀；钢骨架塑料复合管
１ 引言
复杂多变的海洋环境和输送不同的工况介质 ， 对于金属管线的内、 外壁均有千差万别的腐蚀影响。 腐蚀损坏经常危及海上平台设施、设备及管线的安全运行，而且造成经济损失、事故隐患及其严重的
后果 ，腐蚀 事故与 案例 不胜枚 举 ，在海 洋石 油领域 早 已引起 关注 。
２ 钢骨架塑料复合管 的性 能
钢骨架塑料复合管 以钢网为增强骨架，高密度聚乙烯 （ Ｅ ０ 为基体， 目前综合性能较好的复 Ｐ ８） 是
合管材之一。因其价格适 中，作业维修方便 ，可用于温度不高 （ ０ ） ＜８ ￣ ，压力不高 （ ３ ａ Ｃ ＜ ＭＰ ）的海
海洋工程管道支架布置与选型-2019年精选文档
海洋工程管道支架布置与选型前言管道作为海洋石油平台的“血管”，其布置的经济性和安全性对于平台的运行是十分重要的。
管道在布置时既要满足平台对生产工艺流程的要求，同时还应考虑到机械设备、泵、管道附件的受力情况，确保管路能够长周期的安全运转。
通常衡量管道能否安全运行的重要标准是管道一次应力和二次应力的大小。
当管道的一次应力过大时，会将管道破坏。
管道的一次应力是由管道内的流体压力和外部载荷产生的，其大小与作用在管道上的外部载荷及管道自身或管道附件的截面有关。
当某个海洋石油平台的生产规模确定后，该平台的管道管径大小也就随之确定了，不能够任意改变。
而通过设置管道支吊架可以调整管道内应力与承受外部载荷的大小。
管道的支吊架不仅支撑管道自身的重量、管道内流体的重量、管道外部电伴热电源线以及保温材料的重量，同时可以将管道内流体传递来的压力、管道外部载荷及温度变形引起的弹性力传递到结构梁柱上。
因此，管道支架的设置直接决定着管道一次应力的大小。
管道二次应力的大小同样是衡量管道能否安全运行的重要标准。
管道变形受阻时会在管道内产生二次应力，在管道上合理设置支吊架，不但能够使管道适应变形的需要，而且还可以根据平台运行的要求，限制管道某个方向的位移，以控制管道的二次应力。
同时管道的支吊架对改善管线的振动，防止管道和支架因振动引起疲劳损坏起着重要的作用。
目前，在海洋平台上的管道支吊架的种类，就其结构而言形式是种类繁多的，但仅仅考虑其功能和用途时，可以分为以下几类。
1.新型支架的应力分析与形变计算对于新型支架建立模型并用ANSYS软件对其进行应力分析与形变量的计算。
其中新型材料密度为7.85×10-9t/mm3；弹性模量：210GPa；泊松比：0.3；屈服应力：235MPa。
对于边界条件，支架材料各结合点处采用螺栓进行固定。
在管支架横梁上施加载重量（700kg）作为载荷。
由计算可得：角钢的最大von米塞斯应力的应力为100MPa，螺栓的最大von米塞斯应力为210MPa。
导管架式海洋平台地震响应研究
导管架式海洋平台地震响应研究一、概览随着全球经济的快速发展，海洋资源的开发利用日益受到重视。
海洋平台作为海上油气生产和输送的重要设施，其安全性和稳定性对于保障能源供应具有重要意义。
然而海洋平台所面临的地震风险也日益凸显，近年来我国沿海地区的地震活动频发，给海洋平台的安全稳定带来了严重威胁。
因此研究海洋平台在地震作用下的响应特性，对于提高海洋平台的抗震能力具有重要的现实意义。
导管架式海洋平台是一种典型的海洋石油钻采设施，其结构特点决定了其在地震作用下的响应特性。
导管架式海洋平台主要由上部结构、下部结构和平台本体三部分组成，其中上部结构主要包括桅杆、横桁、纵桁等构件；下部结构主要包括基础、桩腿等构件；平台本体主要包括平台主体结构、设备安装等。
在地震作用下，导管架式海洋平台的各个构件将受到不同程度的振动作用，从而产生各种形式的位移、变形和破坏。
为了更好地了解导管架式海洋平台在地震作用下的响应特性，本文首先对导管架式海洋平台的结构特点进行了分析，然后根据地震波传播规律，采用数值模拟方法对导管架式海洋平台在不同震级、震源距离和水平地震作用下的响应进行了研究。
通过对比分析不同工况下的响应结果，揭示了导管架式海洋平台在地震作用下的动态响应特性，为优化设计、提高抗震能力提供了理论依据。
1. 研究背景及意义导管架式海洋平台是一种典型的高耸结构，其主要由钢管组成的导管架和平台上的各种设备组成。
在地震作用下，导管架式海洋平台的结构体系将受到强烈的振动和变形作用，这可能导致结构的破坏甚至倒塌。
因此研究导管架式海洋平台在地震作用下的响应特性，有助于揭示其结构体系在地震中的动态行为，为优化结构设计、提高结构抗震性能提供理论依据。
此外导管架式海洋平台在地震作用下的响应特性还与海洋环境因素密切相关。
海洋环境中的波浪、潮流等因素可能对导管架式海洋平台产生附加的动力荷载，从而影响到结构的振动特性。
因此研究导管架式海洋平台在地震作用下的响应特性，有助于揭示其在复杂海洋环境下的工作性能，为提高海洋平台的适应性提供科学依据。
海洋石油平台导管架-资料
分类
小型导管架——1000吨以下 轻型导管架——1000至5000吨 中型导管架——5000至10000吨 重型导管架——10000吨以上 浅水导管架——一般而言水深小于60米，现在有
2） 较深水导管架——扶正就位
导管架安装
2） 较深水导管架——扶正就位
导管架安装
2） 较深水导管架——打桩作业
谢谢！
滑移装船图
安装方法 2：导管架装船———（滑移上船）
滑移装船照片
导管架安装（浅水）
a）船舶就位 b）导管架起吊、下水 c）导管架就位 d）吊桩、插桩 e）打桩 f）导管架调平 g）打桩 h）导管架最终调平 i）灌浆 j）安装附件
导管架安装
1）、浅水导管架安装——船舶就位
导管架安装
1）、浅水水导管架——水深超过100米，现在有人提出
水深超过200米
建造技术
立式建造
一般用于小的浅水导管架
卧式建造
分片、分块预制，整体翻转合拢总装技术
海上安装设备简介
海上安装设备简介
施工设备简介 起重/铺管船
蓝疆号
施工设备简介 起重/铺管船
BH109
施工设备简介 起重船
附属结构
阴极监测系统——监测阳极的腐蚀状态 防海生物——防止海生物附着于导管架上 滑靴/下水桁架——导管架装船（或下水）时支撑
导管架重量并可沿固定轨道滑移的结构件 隔膜——密封裙桩套筒的橡胶板，以增加导管架
的浮力 索具平台——扣挂钢丝绳的操作平台 浮筒——提供导管架浮力
导管架海上安装施工方案
海上导管架安装施工概括：钢导管架结构是目前海上油气田应用最广泛的平台结构。
具有结构简单、安全可靠、成本低廉、适应性强等优点。
国外夹克平台已有100多年的历史，相关技术非常成熟。
我国海洋石油开发起步较晚，相应的装备和技术与国外相比还很落后。
导管架的作业仅限于浅海区域，水深不超过200米。
我国东海、南海油气资源丰富。
随着国家对海上油气的进一步发展，掌握深水导管架安装技术刻不容缓。
本文将介绍民族夹克建设的通用方法和创新方法和用例。
关键词:导管架, 离散装配, 结构形式, 吊装, 牵引一。
介绍海洋平台的结构形式很多，大致可分为三类：一类是浮式结构，该结构主要靠自身的浮力漂浮在海面上，如半潜式平台；第二种是固定结构，该结构与海底连接件直接牢固连接，如导管架式平台、重力式平台等；第三类是柔顺结构或半固体半浮式结构，既处于漂浮状态，又与底部的海床相连（包括通过紧锚索连接）。
连接到海床的结构），例如力腿平台、各种单点系泊和立管系统。
目前，海上常见的大型深水导管架安装方式有两种：一种是吊装，采用大型浮吊。
例如，国外的Saipem 7000配备双7000吨浮吊，起重能力为14000吨。
载重量为3800吨。
二是滑入水中。
下水驳的压载物倾斜一定角度，导管架克服摩擦力在自身重力作用下沿滑道移动入水。
下水后浮力还有两种方法：一种是通过浮钩头吊装，夹套底部注满水作浮力；由于深水套的重量远远超过了现有浮吊的起重能力，目前采用滑入水中自升的方法可以克服这个问题； 1970年代初期，国外有海上实施的成功先例， 1980年代初期，相关设计、安装方法和数值模拟软件已经成熟。
随着我国海上深水油田的进一步开发，掌握该领域的安装方法并将其应用到深水工程中显得尤为重要。
二。
离散装配法海洋采油平台大吨位导管架高度为19 . 2m ，底部中心框尺寸为25 ． 92m × 24m ，因此，陆上预制需采用拼件垂直拼装方式，即主体结构采用“分段预制垂直拼装”方式，井口轮胎骨架为“分段预制”，两边同时安装在同一层”的方法。
一种海上深水半潜平台船体用管道组合支架[实用新型专利]
![一种海上深水半潜平台船体用管道组合支架[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5a093e8e783e0912a3162a0f.png)
专利名称：一种海上深水半潜平台船体用管道组合支架专利类型：实用新型专利
发明人：程久欢,纪志远,胡冠涛,刘吉飞,郝孟江,胡晓明,雷俊杰,王春霞,张涛,李蕾,陈鸿玉,王梦志
申请号：CN202021301825.4
申请日：20200706
公开号：CN213262849U
公开日：
20210525
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种海上深水半潜平台船体用管道组合支架，包括支撑顶板，支撑顶板底部设置有支撑立板，支撑立板一端远离支撑顶板的一侧设置有管道管卡，管道管卡两端设置有定位螺母，定位螺母内部贯穿设置有连接螺栓，支撑顶板一端设置有结构穿舱板。
本实用新型公开的一种海上深水半潜平台船体用管道组合支架，该装置充分利用船体结构，为管道提供与船体一致变形，减少相对位移对管线受力的影响，通过支撑立板和支撑顶板焊接连接，既解决了深水半潜平台船体穿舱处管道支撑问题，同时解决了船体管道支架型式单一的问题，又克服了因半潜平台受波浪运动引起管道位移变化的影响，满足了生产需求，提高了作业效率，带来了直接的经济效益。
申请人：海洋石油工程股份有限公司
地址：300000 天津市滨海新区自贸试验区(空港经济区)西二道82号丽港大厦裙房二层202-F105室
国籍：CN
代理机构：北京东方灵盾知识产权代理有限公司
代理人：马敬
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海上井口平台作业专用吊装支架[实用新型专利]
![海上井口平台作业专用吊装支架[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/85aa45016294dd88d1d26b61.png)
专利名称：海上井口平台作业专用吊装支架专利类型：实用新型专利
发明人：张立亭,王辉,苗鸽中
申请号：CN201520819509.9
申请日：20151023
公开号：CN205114920U
公开日：
20160330
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种海上油井作业设备，特别涉及一种海上井口平台作业专用吊装支架，其技术方案是：包括支撑腿、升降底座、支架、伸缩杆、定滑轮、电机和钢丝绳，支撑腿上部固定升降底座，所述的升降底座的上部固定支架，所述的支架的顶部设有定滑轮，定滑轮通过钢丝绳连接固定平台底部的电机，升降底座的底部与支撑腿之间通过伸缩杆支撑，伸缩杆的一端固定连接在升降底座的下部，伸缩杆的另一端固定连接在支撑腿上；本实用新型的有益效果是：结构稳定，节省材料，通过调节伸缩杆实现升降底座的高度调节，实现自由升降。
申请人：东营市河口区富德石油设备有限公司
地址：257237 山东省东营市河口区仙河镇渔村
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
可调支柱在海上平台结构中的应用研究
可调支柱在海上平台结构中的应用研究海上平台作为一种重要的海洋工程结构，承受着巨大的波浪、风力以及潮汐等自然力的影响。
为了确保海上平台的安全性和稳定性，其中的支柱结构是至关重要的组成部分。
可调支柱作为一种新型的技术应用，对于提高海上平台的安全性和建设效率具有重要意义。
本文将探讨可调支柱在海上平台结构中的应用研究，并分析其在提高结构稳定性、减小振动响应、降低施工难度方面的优势。
首先，可调支柱可以提高海上平台的结构稳定性。
由于海洋环境的复杂性以及自然力的波及，海上平台的支柱结构容易受到波浪的冲击和风力的作用。
可调支柱通过调整其长度和角度，可以根据实际情况来适应不同波浪和风力的影响，从而减小结构的受力，提高结构的稳定性。
此外，可调支柱还可以通过改变支撑点的位置来调整结构的倾斜角度，从而减小平台的侧倾，提高平台的稳定性。
其次，可调支柱可以减小海上平台的振动响应。
海洋环境中的波浪和风力会引起海上平台的振动，进而影响平台的安全性和舒适性。
可调支柱通过调整长度和角度，可以改变支柱的刚度和频率，从而减小结构的振动响应。
例如，在面对较大的波浪冲击时，可调支柱可以增加支柱的长度和角度，使得支撑点更加稳定，从而降低平台的振动幅度。
这对于提高海上平台的舒适性和减少振动对设备和人员的影响具有重要意义。
此外，可调支柱还可以降低海上平台的施工难度。
传统的海上平台建设往往需要大量的施工工人和设备，并且需要进行复杂的吊装和组装。
然而，可调支柱可以在陆地上预制完成，然后通过船舶等运输工具将其直接安装到预定位置。
这种施工方式可以大大减少施工时间和成本，提高施工效率。
此外，可调支柱的调整操作也相对简单，不需要复杂的设备和技术，降低了施工的难度和风险，提高了建设的安全性和可靠性。
综上所述，可调支柱在海上平台结构中的应用研究具有重要的意义。
它可以提高海上平台的结构稳定性，减小振动响应，并降低施工难度。
未来，随着这一技术的不断成熟和发展，可调支柱在海洋工程领域的应用前景将更加广阔。
利用导管和立柱架构的岛礁综合保障平台
利用导管和立柱架构的岛礁综合保障平台岛礁是指位于海洋中距离陆地较远、周围水深较浅的海洋隆起的岛屿。
在国际海洋法中，岛礁享有领海、毗连区、专属经济区和大陆架的一部分权益。
然而，岛礁的自然条件脆弱，其保护和利用一直是一个具有挑战性的问题。
为了充分利用这些自然资源，一种新的岛礁综合保障平台的建设方法应运而生，即利用导管和立柱架构的岛礁综合保障平台。
导管是一种管状结构，通常由钢材制成，可用于输送气体、液体和电力等资源。
立柱架构则是一种钢制框架结构，可用于支撑和固定各种设备和建筑物。
这两种结构的组合被应用于岛礁综合保障平台的建设中，以实现资源的开发和利用。
首先，导管在岛礁综合保障平台中起到输送资源的作用。
通过将导管沿岛礁地表或水下敷设，可以将能源（如天然气和原油）和水等资源从远离陆地的地方输送到岛礁上。
导管具有耐候性和耐腐蚀性，能够适应恶劣的海洋环境，并确保资源的安全传输。
其次，立柱架构在岛礁综合保障平台中用于固定设备和建筑物。
不同类型的设备和建筑物需要不同的支撑结构，立柱架构提供了一种灵活可扩展的解决方案。
通过合理设计和布置立柱，可以支撑海上石油平台、风电设备、浮式码头等各种设施，从而实现资源的利用和开发。
利用导管和立柱架构的岛礁综合保障平台还可以提供许多其他功能。
例如，岛礁上可以建设供人居住和工作的设施，如住宅区、办公楼、商店等。
同时，岛礁综合保障平台还为科研和旅游等活动提供了便利条件。
导管和立柱架构的结合使得岛礁成为一个全方位的综合保障平台，能够满足不同领域的需求。
然而，建设和运维岛礁综合保障平台也面临一些挑战和问题。
首先是环境影响的问题。
岛礁建设可能对海洋生态产生一定的影响，需要采取相应的保护措施。
其次是安全风险的考虑。
建设和运维岛礁平台需要应对恶劣的海洋环境、自然灾害和意外事故等风险。
因此，必须制定严格的安全管理和应急预案，并定期进行检修和维护。
综上所述，利用导管和立柱架构的岛礁综合保障平台是一种创新的建设方法，能够实现岛礁资源的开发和利用。
深水导管架工作原理
深水导管架工作原理
深水导管架是一个在深海环境中实现油气生产的装置，它主要由水下平台、钻井设备、钻头、钻杆、油管和升降工具等组成。
深水导管架的工作原理是利用平台上的钻井设备对
海底进行钻探，然后将取得的油气通过导管引流到海面上，最终输送到岸上炼油厂。
深水导管架的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 钻探开发区：深水导管架通常部署在海洋的深水区域，需要在开发区寻找油气储
藏层。
钻井船通过电缆将运输设备和管道传输到水下，然后在海底安装深水导管架。
2. 钻探孔道：当深水导管架安装完毕后，钻井设备在平台上进行钻探，并将钻杆和
钻头传输到海底。
钻头在地下寻找油气储藏层，并钻孔探测。
3. 布置油管：当钻孔完成后，油管开始从海底到平台上布置。
油管是用来将油气从
海底输送到平台上的，通常为24英寸直径的管道。
油管从水下平台开始，伸展到海底，然后再回到平台，最终连接到海上的输油管道。
4. 完成细化操作：钻探完油气储藏层后，需要对相关信息进行细化操作。
操作包括
水加注、压裂、水泵压力测试和通过深度钻孔获取油气数据等。
5. 生产和输送：当油气储藏层细化操作完成后，就可以利用油管开始生产，并将油
气输送到平台上，再通过主管道输送到岸上的炼油厂。
总之，深水导管架是一个复杂的装置，需要多个系统的协同工作，才能完成整个油气
开发过程。
随着科技的不断发展，深海油气开采技术将会更加成熟，也将为全球的石油消
费提供更多的资源支撑。
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工程技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
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管道作为海洋石油平台的“血管”，其设计的经济性和安全性对于平台的运行是十分重要的。
管道在设计时既要满足平台生产工艺流程的要求，同时还应考虑机械设备、泵、管道附件的受力情况[1]
，
确保管路能够长周期的安全运转。
通常衡量管道能否安全运行的重要标准是管道一次应力和二次应力的大小。
当管道的一次应力过大时，会将管道破坏。
管道的一次应力是由管道内的流体压力和外部载荷产生的，其大小与作用在管道上的外部载荷及管道自身或管道附件的截面有关[2]。
当某个海洋石油平台的生产规模确定后，该平台的管道管径大小也就随之确定了，不能够任意改变。
而通过设置管道支吊架可以调整管道内应力与承受外部载荷的大小。
管道的支吊架不仅支撑管道自身的重量、管道内流体的重量、管道外部电伴热电源线以及保温材料的重量，同时可以将管道内流体传递来的压力、管道外部载荷及温度变形引起的弹性力传递到结构梁柱上。
因此，管道支架的设置直接决定着管道一次应力的大小。
管道二次应力的大小同样是衡量管道能否安全运行的重要标准。
管道变形受阻时会在管道内产生二次应力，在管道上合理设置支吊架，不但能够使管道适应变形的需要，而且还可以根据平台运行的要求，限制管道某个方向的位移，以控制管道的二次应力。
同时管道的支吊架对改善管线的振动，防止管
道和支架因振动引起疲劳损坏起着重要的作用。
目前，在海洋平台上的管道支吊架的种类，就其结构而言形式是种类繁多的，但仅仅考虑其功能和用途时，可以分为以下几类，见表1。
1 管道支吊架材料的选择
管道支吊架的材料选用时应本着经济性、合理性、通用性的原则，设计和制作时应选择通用规格化的型材和标准化材料，使其既满足管道的运行要求，又能与所支撑的管道材料相匹配。
依据以往海洋平台设计及施工经验，在平台上管道支吊架的钢材用量约为管道所用总钢材的10%～15%[3]。
因此合理选用管道支架的材料不仅可以达到节省材料的目的，而且会给材料采办、管道支吊架预制和安装节省更多的人力。
以往海洋平台的管道支吊架通常选用角钢、H型钢和无缝钢管等材料，材料之间采用焊接的形式连接在一起，这种施工工艺会在
DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2017.17.060
一种新型管道支架在海洋平台的应用
王戈战1 李鹏涛2 董承昊3
(1.天津修船技术研究所 天津 300456;2.陕柴重工西安电站工程分公司 陕西西安 710077;
3.中交第一航务工程局有限公司总承包分公司 天津 300450)
摘 要：管道作为海洋石油平台的“血管”，管道应力是衡量管道能否安全运行的重要标准。
合理设置管道支架对管道应力的大小有着直接影响。
以往海洋平台的管道支吊架通常选用角钢、H型钢和无缝钢管等材料，材料之间采用焊接的形式连接在一起，这种施工工艺会在管道支吊架安装的过程中增加大量的焊接工作。
在中海油某海洋平台设计和施工过程中，选用了多孔角型钢、多孔平板型钢等新型材料用于管道支吊架来替代常规项目中的角钢、扁钢材料。
通过对新型管道支架荷载应力分析、建立三维模型等研究，成功地在该平台上进行应用。
关键词：海洋平台 管道支架 新型支架中图分类号：TP311.13
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2017)06(b)-0060-02
序号大分类
小分类
名称用途
名称
用途
1
承重支吊架支吊架管道及其附件的质量
刚性支吊架
用于无垂直位移的场合
可调刚性支吊架用于无垂直位移但要求安装误差严格的场合弹簧支吊架用于有垂直位移的场合
2
限制性支吊架固定支吊架用于在固定点处不允许有线位移和角位移的场合限位支吊架用于限制某一方向位移的场合导向支吊架用于允许管道有轴向位移的场合3
防振型支吊架
用于限制或往复式机泵进出口管道和由地震、风压、水击、安全阀排出反作用力引起的管线振动
减振器用于需要弹簧减振的场合阻尼器
缓和往复式机泵、地震、水击、安全阀排出反作用
力等引起的油压式振动
表1 常用管道支吊架的分类
图1 多孔平板型钢 图2 多孔角型钢
工程技术
科技创新导报
Science and Technology Innovation Herald
61
角钢von米塞斯应力 螺栓von米塞斯应力 结构角挠度
图3 新型支架模型
支架模型及边界条件 支架横梁施加载荷 管支架von米塞斯应力
管道支吊架安装的过程中增加大量的焊接工作。
为了更节省人力消耗和焊接工作，在中海油垦利某海洋平台项目中拟选用多孔角型钢、多孔平板型钢等新型材料用于管道支吊架来替代常规项目中的角钢、扁钢等材料，如图1,图2所示。
2 新型支架的应力分析与形变计算
如图3所示，对于新型支架建立模型并用A N S Y S 软件对其进行应力分析与形变量的计算。
其中新型材料密度为7.85×10-9 t/m m 3；弹性模量：210 GPa；泊松比：0.3；屈服应力：235 M Pa。
对于边界条件，支架材料各结合点处采用螺栓进行固定。
在管支架横梁上施加载重量（700 k g）作为载荷。
由计算可得：角钢的最大v o n 米塞斯应力的应力为100 M Pa，螺栓的最大von米塞斯应力为210 M Pa。
而角钢主体最大位移约1.2 m m，垂直方向最大位移0.94 m m，管支架的强度和刚度都符合要求。
3 新型管道支吊架在海洋平台的应用
如图4所示，通过荷载应力分析、建立三维模型等研究，确认其强度满足使用要求,最终将新型组合支架应用于中海
油垦利某海洋平台中。
与传统碳钢支架相比，新型支架具有焊接作业少、施工程序简单、灵活度高等优点。
支架各型材之间使用螺栓进行紧固连接，免去了大量的焊接作业，施工效率较以往项目大幅度提高。
4 结语
新型管道支架不仅可以用来支撑管道,也可以用来支撑电缆桥架。
如果电气专业电缆托架支架、仪表专业仪表电缆托架支架同样选择使用新型支架材料时，管道支架可以与它们相互生根和支撑，形成组合型支架。
由于多孔角型钢、多孔平板型钢等新型材料具有质量轻、焊接作业少、施工程序简单等特点，在船舶工程领域、建筑工程领域等多个工程领域有着极其广泛的应用前景。
参考文献
[1] 周长江.石油化工管道支吊架的设置及选用[J].广东化
工,2013(8):154-155.
[2] 吴晔.如何正确分析化工管道设计中的管道应力[J].中国
化工贸易,2015:(35).
[3] 陈静.海上油气田上部设施管道支吊架的工程设计[A].中
国造船工程学会近海工程学术委员会海洋工程学术会
议[C].20
07.
图4 新型管道支吊架在海洋平台上的应用。