含在线管汇的深水海底管道热膨胀计算

海洋工程装备与技术 ›› 2015, Vol. 2 ›› Issue (1): 28-31.

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含在线管汇的深水海底管道热膨胀计算

李秀锋, 冯现洪, 赵党

海洋石油工程股份有限公司,天津 300451

收稿日期:2014-12-24 出版日期:2015-02-20 发布日期:2016-03-31
作者简介:
作者简介:李秀锋(1980--),男,工程师,主要从事海底管道的结构设计研究.

Thermal Expansion of Deep-Sea Pipeline with Inline Manifold

Xiu-feng LI, Xian-hong FENG, Dang ZHAO

Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451, China

Received:2014-12-24 Online:2015-02-20 Published:2016-03-31

摘要/Abstract

摘要：

在深水湿式开发应用中,海底管道中间或末端通过跨接管与水下井口或水下管汇连接.带有在线管汇的海底管道的温降曲线是不连续的,类似于把两条普通海管连在一起.有限元计算可以比较准确地预测出膨胀弯位移量,但计算复杂耗时较长.依托工程设计项目,使用解析方法,编程计算出带有在线管汇温降曲线不连续的海底管线的膨胀位移和轴向力.计算方法经过有限元计算的验证和第三方机构审查,适于工程应用.

关键词: 海底管道, 膨胀, 在线管汇, 有效轴向力

Abstract:

In wet development of deep water oil and gas, subsea pipeline is connected to subsea wells or manifold by jumpers at the middle or the ends. The temperature profile of pipeline with inline manifold is discontinuous, and like that of two pipelines connected together. Finite element analysis can accurately predict the expansion displacement, but the analysis is complex and time consuming. Based on an actual project, using analytical method, we develop an in-house work sheet to calculate the displacements of pipeline with inline manifold and discontinuous temperature profile. The calculation method has been verified by finite element analysis and reviewed by a third party. The method is applicable to engineering projects.

Key words: subsea pipeline, expansion, inline manifold, effective axial force

中图分类号:

TE973.92

李秀锋, 冯现洪, 赵党. 含在线管汇的深水海底管道热膨胀计算[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(1): 28-31.

Xiu-feng LI, Xian-hong FENG, Dang ZHAO. Thermal Expansion of Deep-Sea Pipeline with Inline Manifold[J]. Ocean Engineering Equipment and Technology, 2015, 2(1): 28-31.

图/表 8

图1

图2

图3

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表1

表2

图5

图6

参考文献 4

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属性	取值
外径/mm	168.3
壁厚/mm	15.7
材料密度/(kg·m^-3)	7881
杨氏模量/GPa	207
热膨胀系数/K^-1	1.17×10^-5
泊松比	0.3
外防腐层厚度/mm	2.8
外防腐层密度/(kg·m^-3)	930
管道长度/m	19239
在线三通接入位置/m	3935
介质入口温度/°C	72.3
介质出口温度/°C	17.4
设计压力/MPa	27.0
介质密度/(kg·m^-3)	5.3
水深/m	357
环境温度/°C	15
管土轴向摩擦系数	0.38

结果项	Mathcad程序计算结果	Abaqus有限元计算结果
热端膨胀量/mm	143	145.7
冷端膨胀量/mm	68	70.5
在线三通处膨胀量/mm	38	34
最大有效轴向力/kN	336	301.9

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含在线管汇的深水海底管道热膨胀计算

Thermal Expansion of Deep-Sea Pipeline with Inline Manifold

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