南堡油田NP1-29P海底管道焊接接头安全性分析

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1、第36卷第3期石油工程建设371．_29海底管道焊接接头安全陛分析李春润1,2牛虎理一，侯泽峰1,2，王志坚3，张潇3，关幼耕3(1．中国石油集团工程技术研究院，天津300451；2．中国石油集团海洋工程重点实验室，天津3004513．中国石油海洋工程有限公司海工事业部，山东青岛266500)摘要：依据APIStd1104—2005《管道及有关设施的焊接》．在已知铺设外力和焊接接头断裂韧度值的前提下．对冀东南堡油田NP1—29P至NP1—2D海底油气混输管道焊接接头铺设阶段的安全性进行分析评估结果表明，在同一工况下，随着断裂韧度CD值的增加，表面缺陷允许尺寸先增大，到

2、达一定值后保持不变：埋藏缺陷尺寸一直保持不变关键词：海底油气混输管道；安全性分析；表面缺陷：埋藏缺陷；CTOD值中图分类号：TE53文献标识码：B文章编号：1001—2206(2010)03—0037—040引言往往成为裂纹的源头．因而管道一旦从焊接接头处海底管道作为海洋石油的输送管道．每年以发生断裂．极易造成突发性和灾难性断裂事故由成千上万千米的速度增长虽然管道是很安全的此看来．焊接接头是管道系统的薄弱环节．对其强石油天然气运输_[具．但在过去几十年中．也发度、寿命和安全可靠性进行评定以保证管道安全可生了很多起失效事故，不仅影响了正常生产秩序．靠运行具有重要的现实意

3、义而且也威胁了工人的生命安全原因是在海底管本文根据管道钢焊接接头的断裂韧度试验结道的铺设过程中．管道会产生变形、刮伤等缺果．依据APIStdl104—2005《管道及有关设施的陷[1-3]．然而最主要的缺陷是由海底管道焊接产生焊接》标准．对冀东南堡油田NP1—29P至NPI一2D的因此．各国海底管道系统的规范都对焊接缺海底油气混输管道焊接接头在管道铺设阶段的安全陷的合格限度有明确的规定性进行了分析，确定了平面缺陷的允许尺寸．为管￥羊羊￥海底管道作为一种典型的焊接结构．其焊接道铺设时缺陷的验收提供参考依据过程常常使焊接接头的组织性能劣化及产生缺陷1安全性分析参数的确定而

4、焊接缺陷处有较大的应力集中．在使用过程中NP1—29P至NP1—2D海底混输管道长度约为般采用大型FPSO．由于原油卸油周期较长．采用参考文献：这种方案可有效解决深水开发中的流动保障、原油【1]李清平．我国海洋深水油气开发面临的挑战．中国海上油气，外输的安全问题2006，18(2)：130—133．[2]RampiI，LavagnaP．TRELLINETM-ACost—EfectiveAlternativeforGAP中深水输送系统主要用于浮式生产平台OilOfioadingLines(OTC11876，2006)【A1．OffshoreTechnology间的原油输

5、送．也适用于大型油气田的开发．开Conference[C]．Houston：2006．1—11．发方案一般采用FPSO和TLP的开发模式．采用【3]SBMOfshore．GravityActuatedPipe(GAP)【EB／OLJ．WWW．GAP方案可有效解决两平台间的流动保障和安sbrnoffshore．eom／DOCS／SBMO—Gap．pdf，2008．全问题因此．中深水输送方案较适合深水大型油气田的开发．从应用前景来看．预计在西非深作者简介：何宁(1977一)，男，天津人，工程师，1999水大型油气田的开发中将会得到越来越多的应年毕业于哈尔滨工程大学，现从事

6、海洋工程研究工作。用收稿日期．2010一O1一】】38石油工程建设2010年6月2．4km，设计寿命为l5年：钢管规格为D168mm束．弯曲试件给出的断裂韧度将会比拉伸加载试件×12．7mm，焊接方法为手工焊打底+手工焊填充、给出的值低一些)，盖面．所用焊材为林肯PIPELINER6P+焊条和林1．2管道应力集中系数的确定肯PIPELINER8P+焊条，焊接位置5G管道铺管在管道的实际焊接过程中．焊接接头部位不计算分析考虑小水深(3．0m)作业工况时的应力可避免地会发生错边(见图1)，从而引起局部应1．1焊接接头断裂韧度值力增大。根据DNV—RP—C203标准罔，“E

7、ngineering管道焊接接头断裂韧度根据试验实测确定试CriticalAssessment”计算中应力集中系数SCF验过程严格遵守BS7448—1991标准【和APIStd(StressConcentrationFactor)的计算公式如下：1104—2005标准[61．采用B×2B的标准三点弯试样．试验温度为0℃．焊缝和热影响区试样的尺寸为B×2B=l1mm×22mm为了选取热影响区试件(根据APIStd1104—2005标准的规定．其缺口位置应在最硬的区域)，对热影响区(HAZ)的硬度进行了测图1管道焊接接头错边情况量。焊缝的断裂韧度CTOD