深水海底管道J型铺设塔设计研究.pdf

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1、第30卷第1期海洋工程Vo1．30No．12012年2月THE0CEANENGINEERINGFeb．2012文章编号：1005-9865(2012)01-0126-05深水海底管道J型铺设塔设计研究韩峰，王德国，曹静，潘晓东，贾旭，段梦兰(1．中国石油大学机械与储运工程学院，北京102249；2．中海油研究总院，北京100027；3．海洋石油工程股份有限公司，天津300451)摘要：随着全球深水油气资源的开发，J型铺管法已经成为深水和超深水海底管道铺设的重要方式。针对目标母船提出两种J型铺管塔的概念设计方案，并进

2、行了铺管效率及经济性的对比分析，进一步对J型铺管关键设备进行了结构设计及安全性分析。此项工作对促进我国J型铺设系统的开发有积极地推动作用。关键词：海底管道；铺管塔；结构设计；安全性分析中图分类号：P751文献标识码：AResearchondesignoftheJ-laytowerfordeepwaterpipelayingHANFeng，WANGDe—guo，CAOJing，PANXiaodong，JIAXu。，DUANMeng．1an(1．CollegeofMechanicalandTransportationE

3、ngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；2．CNOOCRe—searchInstitute，Beijing100027，China；3．Offshore0ilEngineeringCo．，Ltd．，Tianjin300451，China)Abstract：Withtheexploitationofoilandgasresourcesindeepwater，J-laymethodhasbeenthemainwayusedindeepwater

4、andul—tra—deepwater．F[owever，thekeyj—laypipelayingtechnologyandequipmentswereinthepastmonopolizedbyseveralforeigncompa—nies．ThispaperintroducestwodesignsofJ—laytowerforanS-layvesse1．andeficiencyandcostarecomparativelyanalyzed．ThestructureofthemainpartsofJ-layt

5、owerisdesignedandsafetyassessmentisdone．Theresearchplaysanimportantroleinthedevelop—mentofJ—laysysteminChina．Keywords：pipelines；J-laytower；structuredesign；safetyassessment在过去十几年，深水铺管法技术以令人难以想象的速度发展，现在可以在11000英尺的深度开发油气资源，这还不是极限¨J。铺管船法是当今海洋油气田开发项目中应用最为广泛的铺管方法，铺管

6、船法有三种型式：SLay、J—Lay及ReelLay。J。随着海洋油气开发已经向深海迈进，作为深水及超深水海底管道铺设的主要方式(甚至在超深水将作为唯一铺管方式)，J型铺设法必将得到广泛的应用。如今，在国外J型铺管船的应用已经越来越普遍了。在过去二三十年中，以荷兰、意大利、美国为主的国家各自形成了具有自己特色的J型铺管技术，并形成了J型铺管系统技术垄断，J型铺管船参与的深水工程项目也越来越多。目前，国外的铺管船兼具起重能力，甚至部分铺管船具备两种以上的铺管形式，如AcergyPolaris铺管船同时具备s型及J型；

7、CSODeepBlue铺管船同时具备J型与R型铺管能力(见图1)。表1为国外典型J型铺管船铺设方式及性能参数。在国内，由于受限于我国深水物探与勘测开发技术的迟缓，对J型铺管的研究才刚刚起步，国内至今没有J型铺管船。对国外先进的J型铺设技术的借鉴和对较为成熟的J型铺设工程的关键技术的研究，都有收稿日期：2011-02-22基金项目：国家科技重大专项经费资助项目(2(x】8zX05026一Do5—1，2008zx(】5027一D02-07)；国家高技术研究发展专项经费资助项目(2008AAO9A105-0)作者简介：韩

8、峰(1984一)，男，山东广饶人，博士生，从事海洋石油装备设计理论与方法研究。E-mail：hanfengcarl@126．corn128海洋工程第30卷2．1J型铺管塔的设计方案J型铺管过程中管道的张紧力提供方式主要有两种：张紧器(tensioner)和管领(collar)，如图3。(a】张紧器(b)管领图3张紧器及管领Fig．3Tensionandcol