深水油气田开发中的柔性立管系统

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1、万方数据2014年第2期管道技术PipelineTechnique5设舌andEquipment2014No．2深水油气田开发中的柔性立管系统余志兵，何宁，高嵩(海洋石油工程股份有限公司，天津300452)摘要：柔性立管是深水油气田开发中连接水下生产系统和浮式装置最重要的部分。文中着重介绍了柔性立管的结构分类与特点，分别对柔性立管附属构件及形态的布置方式作了描述，同时还对柔性立管的全局系统分析、疲劳分析及局部分析等方法所涉及的重要技术要点进行了阐述，并重点比较和分析了不同立管构造形态的优缺点。柔性立管的特点及对环境条件的良好适应性，使其在深水油气田开发工程中得到广泛应用。关键

2、词：柔性立管；深水；系统分析；局部分析中图分类号：TE95文献标识码：A文章编号：1004—9614(2014)02—0028—03FlexiblePipeRisersSysteminDeepwaterOil&GasDevelopmentYUZhi—bing，HENing，GAOSong(OffshoreOilEngineeringCo．，Ltd．，Tianjin300452，China)Abstract：Flexiblepiperisersfll'eimportantconnectionsbetweenasubseaproductionsystemandafloatingd

3、evice．Thispa-perintroducesthepropertiesandclassificationofflexiblepiperiserbodystructures，describesancillaryandriserconfigurations，andprovidesthecriticaltechnicalrequirementsconsideredinthedomainofglobalsystemanalysis，fatigueanalysis，localanalysisanddifferentriserconfigurationsinthedeepwate

4、rapplication．Basedontheexcellentpropertiesandgoodadaptabilitytotheenvi-ronment，flexibleriserpipewillbemoreappliedindeepwateroilfields．Keywords：flexiblepiperisers；deepwater；globalanalysis；localanalysis0引言1972年，海洋柔性管就开始在石油工业领域得到使用。起初，受限于技术问题，它仅被用在海况较好的油田海域中，随着柔性管技术的迅猛发展，设计和安装了许多不同尺寸的柔性管系统，其复杂

5、度、总长度以及水深都在迅速增长，据统计，目前，柔性管的最大应用水深可达到8000ft(1ft=0．3048m)，管径范围从2”(1”=2．54em)到19”不等，所承受的最大设计压力可达到15000psi(1psi=6．895kPa)，最大操作温度为130℃．深水工程中使用的柔性管一般用作动态立管，通常用来连接水下PLEM与浮式生产系统(如FSO、FPSO、TLP等)¨。2J。另外，柔性管还具有静态立管、静态输送管、水下跨接管及膨胀接头等多种用途。随着全球深水油气资源开发活动的日益俱增，柔性立管的应用越来越普遍。文中着重介绍了柔性管的结构特点、附属件及悬挂方式，对柔性立管全局

6、系统分析、疲劳分析及局部分析设计中重要技术要求进收稿日期：2013—08—29收修改稿日期：2013—10—04行了阐述，并重点比较和分析了不同柔性立管构造形态的优缺点。1柔性管1．1结构与特点柔性管是由不同材料构成的复合结构，根据各层结合方式大致分为粘结和无粘结两种结构。其中，粘结柔性管主要是合成橡胶和金属材料粘合在一起，结构简单但工艺复杂；而无粘合柔性管主要是聚合物和金属材料组成，层间允许滑动，其中外层和内管为聚合物材料，保证流体完整性∞]。由于柔性管道具有抵抗大变形、抗腐蚀、安装方便、可回收等优点，在海洋石油工程中应用范围越来越大。海洋深水柔性管常用无粘合柔性管HJ，如

7、图1所示。1．2柔性管的附属件柔性管终端构件是柔性管与其他结构(或柔性管)连接的重要组成结构，主要功能是将柔性管铠装层的荷载传递到其他支撑结构上，同时能保证聚合层的密封性，如图2所示。为形成柔性立管懒波形状，需要在其底部安装浮万方数据第2期余志兵等：深水油气田开发中的柔性立管系统29图1国外柔性管的基本结构图力块。浮力块主要由两部分组成：内置卡子与复合泡沫体。另外，为防止柔性立管在与浮式结构顶部连接位置发生过度弯曲，常会用到弯曲加强件，它可以加大柔性立管的刚度，防止立管承受过大弯曲且超过最小许用弯曲半径