模块上工艺管线海上运输临时固定支架研究与应用.pdf

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1、石油和化工设备-62-技术交流2017年第20卷模块上工艺管线海上运输临时固定支架研究与应用张少华，王娴，宋文文，韩帅，向娟，刘凯，肖波（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东青岛266520）[摘要]海洋平台和LNG工艺模块上管道永久性支架按投产运行工况条件设计，满足正常生产条件下的管线受力要求。但在海上运输过程中，受风浪流的影响，管道上模块会随船摇晃，其受力状态与投产运行时的受力状态不同。为此根据海运受力分析结果对管线进行必要的辅助固定，设计制作了管线临时固定装置，通过调整装置内部间隙，可以实现对管线不同方向上的

2、限位要求，已在某国外大型LNG项目中成功应用。[关键词]工艺模块；海上运输；管线保护；临时固定装置工艺模块上管道的海运应力分析，需要根据2管线临时固定装置组成及原理海况条件，考虑管线本身的柔性和对设备、阀组如图1所示，对于某个具体支撑点，管线除受的保护，其受力分析结果可能有以下两种情况：支撑力外，其它五个方向均不受约束，处于自由第一种，管线在原有支撑的点不能受约束，原固状态，在安装临时辅助固定支架后，如图2所示，定支架需要拆除随船运输，模块总装时恢复支架管线在相应的方向会受到临时的约束力，从而限安装；第二种，管线

3、在原有支撑的基础上需要受制了管线的相对运动。定义管线轴向方向为F(z)，一个或者多个方向的限制力，需要增加辅助性支管线侧向为F(x)，竖向为F(y)，如图2，该装置包架进行临时固定，以满足受力需求，海运结束后括：1-下部固定型钢；2-上部固定型钢；3-轴向限拆除临时辅助固定支架。本文结合正在建造施工位板；4-竖向限位板；5-竖向固定螺栓组件；6-侧的某大型海外LNG项目对上述第二种情况进行研向固定螺栓组件。究，为后续类似项目的管线装船临时固定提供参考。1传统固定方法的不足目前，模块在海上运输时，主要采用柔性绑带和

4、焊接型支架对管线进行临时辅助固定。采用柔性绑带缠绕固定，限制了管线所有方向的移动，不能满足海运状态下管线受力分析的要求，根据应力分析，管线在某些方向的位移不能被约束。采用焊接固定的方式进行管线的临时固定，需要动火作图1管线安装临时固定前的支撑状态示意图业，切割、打磨、探伤、补漆，大量人力和物力的投入，在极端情况下影响项目投产进度，很不作者简介：张少华（1986—），男，四川宜宾人，2009年毕业于经济。西南石油大学材料科学与工程专业，工程师。现从事海洋工程加工设计工作。第8期张少华等模块上工艺管线海上运输临时固定

5、支架研究与应用-63-图2管线临时固定装置组成示意图3设计功能分析由状态，如图2所示，取消图中③⑥号组件，保留(1)侧向限位。根据管线海运受力分析，仅需①②④⑤号组件，紧固螺栓，G1值取20mm（或根要在F(x)方向提供限位，在F(z)和F(y)方向处于自据受力分析建议取值），保证管线在F(x)和F(z)方由状态，如图2所示，取消图中③④⑥号组件，向有足够的相对运动空间，G2取值2mm。保留①②⑤号组件，将①②型钢用⑤螺栓固定在(4)各向限位。根据管线海运受力分析，需要支撑梁上，并根据侧向力大小施加扭矩，G1值取

6、提供各向限位，如图2所示，安装所有组件，紧固2mm。螺栓，G1值取2mm，G值取2mm，G2值取2mm，(2)轴向限位。根据管线海运受力分析，仅需并根据侧向力大小对螺栓⑤施加扭矩。要在F(z)方向提供限位，在F(x)和F(y)方向处于自4现场施工由状态，如图2所示，取消图中④号组件，保留施工分为预制和安装两个阶段，预制材料包①②③⑤⑥号组件，将①②型钢用⑤螺栓固定在括角钢、钢板，安装材料为螺栓，预制材料和安支撑梁上，G1值取20mm（或根据受力分析建议装材料分开发施工料单。该装船固定支架的预制取值），保证管线在F

7、(x)方向有足够的相对运动空焊接工作可以全部在车间内完成，车间预制连接间，G值取2mm。状态如图3所示。安装阶段，按图2进行组装，并(3)上下限位。根据管线海运受力分析，仅需根据图纸要求保证安装间隙，紧固螺栓，根据侧要在F(y)方向提供限位，在F(x)和F(z)方向处于自向力的大小采用力矩工具对螺栓进行紧固。石油和化工设备-64-技术交流2017年第20卷图3临时支架预制示意图5应用案例及效果限位），在无装船固定临时支架的条件下，对设以某大型海外LNG项目为例，根据业主提备口的力矩为9602N•m，安装侧向限位临

8、时固定支供的海运状态下管线受力分析，连接设备口管架后，对泵口的力矩为20N•m，管线的侧向力主要线，管径DN150，壁厚S40，F(x)=-9602，F(y)=-通过临时固定支架传递到结构梁上，满足要求，14169，F(Z)=0，根据受力分析结果，F(y)和F(x)方有效地保护了设备连接管口。向有作用力需要限位，F(z)方向作用力为0应处于6结束语自由状态。对于长距离和开