悬跨海底管道犁式填埋设备设计.pdf

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1、2013第12卷石油矿场机械第8期第l4贝OILFIELDEQUIPMENTOo文章编号：1O013482(2013)08O01404悬跨海底管道犁式填埋设备设计王雷，徐兴平，王言哲，王慧莉。(1．『f】国油大学机电上程学院，山东青岛266580；2．胜利油田分公司采油工艺研究院，山东东营257000)摘要：海流流经海底管道悬跨段引起的管道周期性振动是引发管道疲劳失效的主要因素。为了及时对海底管道悬跨段进行治理，保障海底管道安全运行，基于施．7-简便、可靠性高的海底管道悬空治理原则，提出了利用犁式

2、开沟原理对海底泥沙进行开采转移，用于悬空段填埋的设想，并完成了悬跨海底管道犁式填埋设备的整体结构设计和实现各功能的部件设计。关键词：海底管道；悬空治理；犁式设备；设计中图分类号：FE952文献标识码：ADesignofPloughforSubmarineFreeSpanPipelineLayingWANGIei。XUXingping，WANGYan—zhe。WANGHui—li(1．(7ollef4rjMet’hani~alandElectronicEngineering，(、^inaUniver

3、sityoyPetroleum，Qingdao266580，(、^ina2．Resea^Instituteo，OilProdu~tionTechnolo~4，ShengliOil，ield(7orepany，Dongying257000，(、^ina)Abstract：Withoceancurrentflowingthrough，periodicvibrationwillappearonfreespancausedbyvortexshedding．Itisoneofthemainfactorstr

4、iggeringfatiguefailureoffreespan．InordertOgovernsubmarinefreespanpipelineexpedientlyandresponsibly，akindofmethodispresentedandsubmarineequipmentisdesigned．Theequipmentworksintheformofaplough．Itdigssiltandmovesthemtocoverthefreespanofpipeline．Keywords：

5、submarinepipeline；governfreespan；plough；design海底管道作为一种高效、经济的运输厅式，在现近年来，海底管道悬空治理的措施主要有水下今的海洋工程中已得到广泛应用，是海上油气开发支撑固定法、沙袋填充法、挠性软管跨接法等。的重要组成部分。。】。海底管道所处海洋环境情况其中抛填砂袋、水下支撑都属于主动支撑的方法，施复杂，工作条件恶劣，在海流的长期冲刷和海底地质工简单快速，但在海流的冲刷下容易形成再次悬空。灾害频发的工作条件下，管道周围和承载管道的泥挠性软管跨接法

6、施工简便，可靠性高，但抵御意外风沙很容易被掏空，使海底管道产生悬跨段。]。悬跨段险能力较弱。周围由于海流经过产生的周期性的涡旋发放，引发悬基于施工简单、可靠性高的海底管道治理原则，跨段周期性振动。这种周期性振动是引发管道疲劳本文根据海底犁式挖沟机的工作原理，提出了使用失效的主要因素之一【。如果不能尽早对悬跨段进犁式原理，进行海底沙土的挖掘及转移，进行管道悬行治理，任由悬空部分不断扩大，很可能使海底管道跨段填埋的设想，并设计了用于悬跨段填埋的设备疲劳断裂，造成巨大的经济损失和海洋污染。模型。收稿日期

7、：2013一O2—25基金项目：山东省自然科学基金项目“钻井连续管力学特性研究”(Y2008F17)作者简介：王雷(1982一)，男，山东烟台人，博十研究生，主要从事海洋石油装备研究，E—mail：wl—upc@yahoo·CFI。第42卷第8期王雷，等：悬跨海底管道犁式填埋设备设计1犁式填埋设备设想及总体设计方案由于海流对海底沉积物的冲刷，埋地一定深度的海底管道会产生部分悬空，海流流经悬空段时产生的涡流会加速悬跨段周围海底的冲蚀，造成悬跨段长度和高度不断增加。为了对悬跨管道进行及时治理，最容易的

8、方法就是对悬跨管道进行二次填埋。悬跨海底管道填埋设备的设想来自于海底犁式挖沟机。海底犁式挖沟系统是目前国际上一种较为先进的水下挖沟系统。外国公司研制生产的海底挖b俯视图沟机械已经能够在较大的作业水深、较恶劣的水下1一滑靴；2一支撑腿；3一方向调整装置；4一机架；环境中进行作业。我国的水下挖沟设备起步较晚，5一犁体；6一犁体架；7一挡板技术相对落后l1]。海底犁式开沟的设想于1975图1犁式填埋设备整体结构年首次提出，并在1977年由瑞士RJBA公司和英国SMD公司联合设计制造出了世