挠性管(挠性管是什么意思)



挠性管,挠性管是什么意思

上一期为大家介绍了立管系统的分类,本期我们继续介绍构成立管系统的各种部件。

立管系统的构成部件

不同类型的立管系统,其构造及组成部件各不相同,有的相对简单些,有的比较复杂。但从宏观上看,都可分为:

顶部:起悬挂作用的相关部件

中间:主体通道部分的部件

中间:管道上的附属部件

底部:固定和连通的相关部件

立管系统的各类部件

主体通道——管材

立管的长度因水深而定,短则几十米(导管架平台的立管),长则上千米(浮式装置上的深水立管),管材是构成立管主体通道的主要部件。

那么,作为立管的管材有什么特殊性呢?由于立管在海洋中始终处于动态变形状态,抗疲劳是立管管材的关键特点。每根立管都是由一根根管材在海上依次连接而成,对管材和相连位置的疲劳强度都有较高要求。

立管的管材有多种,根据弯曲性能,可大体分为刚性管(Rigid Pipe)和挠性管(Flexible Pipe)两类。

◆ 刚性管

刚性管的代表就是碳钢管,每根约12米长。导管架平台上的立管,浮式装置的钢悬链线式立管(SCR)、顶部张紧式立管(TTR)、混合立管(HR)的钢质立管部分,移动平台的钻井立管(DR),深海采矿设施的采矿立管(钢质),大都属于此类。

SCR钢管

钢悬链线立管可视为海底管道的延伸,通常采用API SPEC 5L《管线钢管规范》的管材。依托“深海一号”项目,该类钢管生产已实现了国产化,中国船级社(CCS)也首次对该类深水立管用钢管进行了产品检验,并对立管系统进行了发证检验。该项目模型已入住中国国家博物馆进行展出啦,是唯一的海工项目呦!

中国国家博物馆展览的“深海一号”及SCR立管模型

对于采用干式采油树的张力腿平台等,其生产立管可视为井从海底往水面的延伸,采用API SPEC 5CT《套管和油管规范》的管材。深海采矿目前还处于研发阶段,国内在相关海试中采用的也是API SPEC 5CT管材。

移动平台钻井立管的长相就更加高端啦,在主管的外围还安装有浮力模块及若干辅助管线,移动平台钻井立管也已实现国产化。

钻井隔水管

钻井隔水管的连接

除了上述碳钢管,还有钛合金管等可用于立管的新型刚性管,但国内还没有应用案例。

◆ 挠性管

在恶劣的海洋环境中,“刚者易折,柔者长存”。相比钢管,挠性管具有易弯曲、易铺设、更适合海洋环境等特点。当然,管材本身的造价是比较昂贵的。全世界深水的生产立管,挠性管应用得最多。

挠性管又分为非粘结型挠性管和粘结型挠性管两类,用于立管的挠性管主要是指非粘结挠性管(Unbonded Flexible Pipe),用在挠性立管和混合立管。

这种管材本身就像一个复杂的机械,由很多独立的结构层构成,每层承担不同的功能,有的负责承担轴向拉力,有的负责抵抗内外水压,有的负责密封等。有趣的是,各层之间是可以发生相互错动的,如同我们用手弯折一本书时各层纸张之间的错动,这使得其弯曲刚度比较低,可以发生较大变形而不破坏。

挠性管

挠性管两端由专用的端部配件对各层结构进行固定和密封,如图18所示。端部配件是挠性管的薄弱环节。挠性管的单根长度可达上千米,盘在一个大的卷盘上。

端部配件

铺管船上的挠性管卷盘

国产挠性管在海底管道上已有大量应用,CCS也发布了该类管材的专用指南《海底管道用金属挠性管检验指南》(2018),并积累了丰富的产品检验经验。国产挠性管在立管领域,目前在马来西亚等海外项目中已有了多个工程应用。

CCS 《海底管道用金属挠性管检验指南》(2018)

下一期,我们将为大家讲解立管上的附属部件,不要错过哟~

注:文中除中国船级社指南图片外,其他图片均来源网络。

供稿单位:总部海工业务处 供稿人:李智博

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