课程设计实例-海底管道立管.
海洋导管架平台立管设计方法研究

海洋导管架平台立管设计方法研究摘要:本文以在近海某处从现有的2平台到拟定1平台的管道铺设设计为例说明此类设计的过程。
假定1位于2油气生产设备以西大约53km。
1区域的水深是53m。
采用10英寸的全井流管线将1的油气输送到2全套设备进行进一步的加工。
进行管线和立管的基本设计是为1平台到2平台的10英寸全井流管线的详细工程设计提供所有需要的数据和参数。
因此,在管线和立管设计中始终依照本文,用以把握管线立管设计过程中所有设计参数的变化。
关键词:海底管线立管设计平台1 设计准则和标准管线系统的设计优先满足最新的国家标准和ISO/API规范标准。
如果政府或地方当局的法律法规比国家标准更加严格,则优先采用前者。
背离与这些标准的部分应该经客户的同意和批准。
初步的管线和立管系统设计准则应该和国家规范保持一致。
2 系统描述2.1测量参数包括:DGPS卫星数据、地方统计调查数据、基准面移参数2.2平台位置需列出拟定平台的UTM坐标:平台1,东699100.00英尺,北1363600.00英尺;平台2,东867180.83英尺,北1365919.87英尺。
2.3管线和立管工作参数管线和立管工作参数包括公称直径、材料等级、作业状态、管道长度、设计压力、水压试验压力、法兰额定值、最大工作压力、设计温度、最大工作进口温度、流量、设计寿命、最大油气密度、最小油气密度。
2.4生产工具生产工具规定详见参考文献5。
井内流体:井流流体成分和原油属性参照参考文献6。
2.5管线钢属性下面的钢材料属性包括钢的公称直径、钢密度、杨氏模量(E)、泊松比(ν)、膨胀系数、热传导系数、结构阻尼系数。
材料大致包括碳钢、阴极铝合金、混凝土重量涂层、安装接头填充材料(海洋胶泥)、3层聚丙烯、沥青瓷漆,材料密度取值根据不同的材料参照规范选取合适的数值。
2.6环境数据除非另作说明,环境数据都来自于实际工作海域的考察和气象预报数据以及DNV规范中有关的规定。
海洋管道的施工-讲义

3、管道的铺设-Reel Lay
根据卷筒 铺管船的设计和 水深 ,卷管可以 用 S-lay or J-lay 方法 来 安装 .卷筒铺管船可以有垂直或者 水平 的 卷筒 。
水平的卷筒铺管船在浅水到中等水深使用托管架和S-lay铺设管 道.
3、管道的铺设 -顶管法
4、管道的试压和试运转
管道的试压包括:
在加工制作现场对组装的管段进行试压,检验焊口 的质量;
在管道铺设后,管沟回填前的全管道试压。
试验压力一般为管道最大工作压力的1.25~1.5 倍。 海底管道的试运转:按使用要求和设计标准逐项测 试, 以便制定管道工艺操作规程。
1、对防腐层的基本要求
• S-lay • J-lay • Reel lay
3、管道的铺设-S-lay
S-lay的发展经历了四个阶段: 第一代 S-lay 铺管船主要是平底驳船,应用于浅水和内
陆水域 第二代 S-lay 铺管船主要是平底驳船,但具有4-14个的
锚链来定位。 第三代 S-lay 铺管船是半潜式的,应用锚链定位。 第四代 S-lay 铺管船是半潜式的,应用动力定位。
2、保温层、加重层
保温层 • 对于双层管结构的海底管道,内外间设置保温层, 泡沫塑料是较好的隔热保温材料。 • 有喷涂和浇注两种施工方法。
加重层 • 为满足设计负浮力的配置和防止施工工程中对绝缘防 护层的损伤,常在防腐绝缘层外包加重层。 • 加重层一般是含钢筋的混凝土或水泥砂浆。 • 制作方法:人工涂抹;立模浇筑;表面喷漆;离心旋 制;预制安装。 • 海底管道加重层的质量控制,主要指混凝土的强度、 密实度、吸水率和加重层的尺寸等。
第三章海底管道

机动性和运移性好,具有 适应深水采油的能力,在深水 域中较大的抗风浪能力、大产 量的油气水生产处理能力和大 的原油储存能力。
从左到右依次是导管架式平台,自升式平台,半潜式平台,钻井船,张力腿平台。
ห้องสมุดไป่ตู้
近海油轮码头
单点系泊 Single Point Mooring(SPM)
多点系泊 multipoint mooring
CM
D2 / 4
dv dt
需确定的参数有: CL ,CD ,CM
ve2
,
dv dt
CL ,CD ,CM
• 需要通过实验确定 • 问题:这些系数的大小与实验条件、选取的波浪
理论、管道位置、水深、管道表面粗糙度、雷诺 数、柯立根-卡本特数K等有关——实验数据分散 • 可采取经验的方法——根据雷诺数选取推荐值
• 施工质量要求高:维修困难 • 施工环境多变:海况变化剧烈、迅速 • 施工组织复杂:管道的预制,船队的配件、燃料
和淡水的供应等(海陆联合组织)
国内典型起重铺管船装备
蓝疆号 3800t
国内典型起重铺管船装备
华天龙 4000t
国内典型起重铺管船装备
海洋石油202号 我国首艘自主研制的起重铺管船 浅水1200t
• 稳定性设计
– 增加管道配重
• 加大钢管的壁厚——不经济 • 加重混凝土涂层的重量——增大浮力
– 稳定压块 – 埋设——尽可能埋置于海底面以下 – 机械锚固 ——遇有岩礁或坚硬土层,可利用
锚杆将管道与岩盘基础锚固在一起
稳定压块型式
铰链式稳定压块
• 铰链式稳定压块, 它能比较容易地在 管子上保持其自身 稳定的位置,安装 时水下可以张开, 安装比较容易。但 加工制作和压块组 装困难,成本比较 高,因而使用较少。
水下工程施工典范案例

水下工程施工典范案例项目背景该项目是一次海底天然气管道的施工工程,地点在北海深海区域。
该管道是连接油田和陆地天然气加工厂的重要通道,一旦管道出现故障,将会给整个天然气运输系统带来重大影响。
因此,在该项目中,施工方需要保证管道施工质量和安全可靠性,确保管道在极端海底环境中的长期稳定运行。
工程施工流程1. 前期准备在进入施工阶段前,施工方需要进行充分的前期准备工作。
首先,需要对施工区域进行详细的水下地形测量和勘探,了解海底地形、水深、海底材料等信息,为后续施工提供准确的数据支持。
同时,施工方需制定详细的施工方案和工期计划,并进行风险评估和安全管理规划。
2. 海底管道铺设在海底管道铺设阶段,施工方首先需要将管道管节从船上下放至海底。
在下放过程中,需要考虑海底地形和水流对管道下放的影响,确保管道安全地下放至设计位置。
随后,施工方需要进行管道的连接和焊接工作,确保管道的密封性和结构稳定性。
在整个过程中,施工方需要密切配合,确保每个环节都符合设计要求。
3. 海底管道安装一旦管道下放完成,施工方就需要进行管道的安装工作。
在该项目中,由于海底水深较大,施工方采用了水下控制系统与船舶配合,实现了管道的准确安装和定位。
施工方需要根据海底地形和管道设计要求,进行精准的定位和调整,确保管道完全符合设计要求。
4. 测试与检查在管道安装完成后,施工方需要进行管道的测试和检查工作。
通过水下无损检测和管道系统调试,确保管道的质量和安全性符合要求。
同时,施工方还需要进行管道的防腐处理和防护措施,以确保管道长期在海底环境中稳定运行。
技术创新和应用在该项目中,施工方采用了多项先进的水下工程技术和装备,为海底管道的施工提供了重要支持。
首先,施工方采用了水下定位系统和自动化施工设备,实现了对管道的精准定位和精密施工。
同时,施工方还采用了水下无损检测技术和远程监控系统,对管道的质量和安全性进行了全面监测和控制。
另外,在海底管道铺设和安装过程中,施工方还采用了深海潜水技术和水下作业设备,实现了在极端海底环境中的高效施工。
海洋工程中海底管道的设计与优化

海洋工程中海底管道的设计与优化一、引言随着全球化和经济发展的需求,深海油气开发愈发重要。
为了将石油、天然气等海洋资源利用率最大化,需要建设海底管道将这些能源从海底运输至陆地。
海底管道的设计与优化是深海油气开发中至关重要的环节。
本文将从海底管道的基本构造、材料选择、水动力学和防腐蚀等方面分析海底管道的设计与优化。
二、海底管道的基本构造海底管道的基本构造主要有三种,分别是单层管、双层管和多层管。
单层管由一层钢管构成,适用于较浅的海域,优点是结构简单、成本低廉,但抵御外部压力和耐久性较差。
双层管由内层钢管和外层混凝土管构成,适用于中等深度海域,具有较好的抵御外部压力和耐久性。
多层管则由多个层次构成,适用于深海区域,具有较强的耐压性和抗腐蚀能力。
三、海底管道的材料选择由于受深海环境的影响,海底管道的材料选择对管道的性能影响较大。
常用的材料有钢管、混凝土管、玻璃纤维管等。
钢管是目前最常用的材料,因其强度高、韧性好、重量轻、施工方便等优点,但其对海水的腐蚀性较强,需要进行防腐措施。
混凝土管具有较好的耐腐蚀性能,但其重量大、施工难度大、维护成本高等缺点。
玻璃纤维管轻便而且不容易腐烂,因此其在海洋环境中应用越来越广泛。
四、海底管道的水动力学海水在运动时会产生流场,对管道的稳定性和速度有很大影响。
设计优化海底管道时需要考虑流体力学和结构力学的影响。
流体力学是研究流体运动的学科,其原理包括牛顿第二定律和伯努利定理。
根据研究结果,优化管道的直径和材料,减少水动阻力和材料疲劳程度。
结构力学是研究物体变形和破坏的学科,其原理包括胡克定律和材料力学。
根据研究结果,优化管道的结构,减少疲劳程度和外部损伤。
五、海底管道的防腐蚀海洋水环境对管道腐蚀性较强,因此管道的防腐蚀工作非常重要。
防腐蚀技术主要包括涂层、阴极保护、防水化学和复合材料等。
涂层是目前最常用的防腐方法,优点是施工方便、成本低廉,但其使用寿命较短。
阴极保护是利用某些金属阳极形成一个附着在管道表面的保护膜来抵抗管道腐蚀的方法,优点是效果稳定、使用寿命长。
海洋工程中的海底管道设计与施工

海洋工程中的海底管道设计与施工海洋工程是一门涉及海洋开发利用、海洋资源勘探和保护环境等领域的交叉学科。
而在海洋工程领域中,海底管道设计与施工是非常重要的环节之一。
海底管道可以用于输送海洋石油、天然气、淡水以及其他液体和气体资源。
本文将就海底管道设计与施工进行探讨。
首先,海底管道的设计是非常复杂的。
在设计过程中,需要综合考虑海洋环境、力学特性、材料特性等多个因素。
海洋环境因素包括海底地质、水流、海浪、潮汐等的影响,力学特性则关系到管道的稳定性及承载能力,材料特性则涉及到管道的选材和防腐等问题。
这些因素的综合考虑对于确保海底管道的安全运行非常重要。
其次,海底管道的施工也是具有挑战性的任务。
由于海底环境的特殊性,施工过程中需要采用特殊的设备和工艺。
例如,在河口、海滩等浅水区域,可以使用挖掘机、钢管桩等设备进行施工;而在深海区域,需要运用潜水器、水下机器人等设备进行施工。
施工过程中还要考虑到海洋生态环境的保护,避免对海洋生物造成危害。
此外,海底管道的维护保养也是非常重要的。
由于海洋环境的复杂性,海底管道容易受到海水侵蚀、海洋生物附着等问题的困扰,因此需要定期进行维护保养工作。
维护保养工作主要包括巡检、清洗、修复等,以确保管道的正常运行和使用寿命。
在海洋工程领域中,海底管道的设计与施工是一个涉及多个学科知识的综合性工作。
在设计过程中需要考虑海洋环境、力学特性、材料特性等因素,而施工过程则需要运用特殊设备和工艺,保护海洋生态环境的同时确保工程质量。
而在海底管道的维护保养中,需要定期进行巡检、清洗、修复等工作,以确保管道的正常运行。
通过对海洋工程中海底管道设计与施工的探讨,我们可以看到海底管道作为一项重要的海洋工程技术,在海洋资源的开发与利用中发挥着重要作用。
海洋工程人员不仅需要具备扎实的理论基础和专业知识,还需要具备工程实践经验和应对复杂环境的能力。
只有不断地进行研究和创新,海洋工程才能进一步发展,为人类提供更多的资源和服务。
第四篇 第四章 海底管道

第四章海底管道第一节海底管道的设计要求和技术规范随着海上油田开采方式和技术的发展,海底管道已广泛应用于海上油田的开发。
正是钢制管道材料的大量使用,带动了各钢铁厂的发展,但恶劣的海上施工环境和激烈的国内外市场竞争,也对钢管的质量、规格、材质、价格、供货周期和配套的售后服务等,提出了越来越高的要求。
海上油田按油气集输外运方式可以划分为码头式、单点系泊式、登陆式等。
因此,就海底管道而言,主要有:海上油田内部的油/气集输管道和注水管道;海上油田到陆地(陆地处理厂、炼厂和储油装置)的输油/气管道;陆地到装卸油品的系泊装置间的海底管道及岛屿或与岸联结的海底管道等。
从结构上看可分为双重保温管道和单层管道。
从输送介质可分为海底输油管道、海底输气管道、海底油气混输管道和海底输水管道等。
海底管道的设计通常按照国际通用规范进行。
一般考虑的主要因素有:选用的设计条件、规范和规定,管道路由、海底状况、坐标及接口,管道设计寿命,操作数据及条件,管道尺寸,环境数据,钢管材料特性与外防腐和涂层等。
海底管道设计主要包括:管道尺寸和壁厚设计,工艺流程分析,管道稳定性计算,膨胀位移设计,铺设应力计算,弃管与回收计算,立管设计,管道自由跨度分析及管道防腐设计等。
一、海底管道的技术规范海底管道的铺设方法有浮游法、悬浮拖法、底拖法、离底拖法、铺管船法等,其中使用铺管船法铺设海底管道是最常用的铺管方式之一。
其主要优点表现在流水线作业效率高、管子变形及强度控制较好、适应较深水域、能弃管避风等。
目前国内拥有的第2代铺管船的主要原理是:依靠船的锚泊系统沿定位方向移船,利用滚轮传送系统和作业线形成运管、清洁除锈、对管、焊接、检验、接头防腐处理等流水作业,使用张紧器和托管架控制管道变形等。
据统计,我国近海用铺管船法铺设的海底管道约占铺管数量的97%以上。
通过上述数据可以看出,海底管道主要依靠铺管船铺设,工程所用管材必须满足设计和海上铺管的藏工要求才能使用。
深海FPSO立管导管及立管廊结构设计

60卷增刊1 中国造船V ol.60 Special 1 2019年1月SHIPBUILDING OF CHINA Jan. 2019文章编号:1000-4882(2019)S1-0311-09深海FPSO立管导管及立管廊结构设计徐田甜(中国海洋石油国际有限公司,北京100027)摘要以一艘深海超大型FPSO为例,介绍水下跨接管、电缆和原油外输管的海上安装方案,确定了海上安装提升系统的总体方案和主要设计参数。
在FPSO详细设计中考虑水下跨接管、电缆百年一遇极端环境工况时的避碰要求,优化了立管导管的纵向布置间距和结构形式;为减小FPSO主船体总纵弯曲变形对立管廊结构强度的影响,优化了立管廊的纵向分段数量和内侧主立柱结构形式;建立了立管廊主体结构和节点的有限元模型,重点分析了结构节点的抗剪强度。
还优化了提升系统吊运车的基座和限位装置;在滑轨设计中考虑了吊运车基座和滑轨的建造和安装误差。
对FPSO主船体、立管导管、立管廊和钢缆导向轮的船体基座结构进行了有限元分析,按公司企业标准要求确定了海洋工程范围。
关键词:FPSO;海上安装;提升系统;跨接管;立管导管;立管廊;结构设计中图分类号:TE54;U663.7 文献标识码:A0 引言超大型多点系泊FPSO(浮式生产储油装置)和原油外输终端浮筒是西非和巴西深海油田开发的重要工程设施,通常在FPSO舷侧布置各种水下跨接管、电缆界面接口,在船尾布置水下原油外输管界面接口[1]。
多点系泊FPSO舷侧的立管导管及立管廊是各种水下生产设施向上部模块过渡的连接区域。
为降低海上安装工程费用和便于在生产期间对水下设施维修,通常在立管廊上设置海上安装提升主绞车、排缆器、吊运车、专用设备运输车、电缆拖链、滑轨和钢缆导向轮等设施,故立管廊是开展海上安装和生产维修作业的基础工程设施[2]。
本文以西非近海一艘超大型多点系泊FPSO(以下简称FPSO E)及其所属公司企业标准为例,介绍FPSO水下跨接管、电缆和原油外输管的海上安装方案,介绍海上安装提升系统的主要功能,介绍FPSO立管导管、立管廊、船体基座和滑轨等从基本设计到详细设计的优化技术要点和成果。
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深海钢悬链线立管设计 1 前 言 经济的高速发展必然带来能源的大量消耗,寻求廉价而供应充足的能源已经成为各国经济发展的重大问题。科学技术的发展的现状表明:太阳能、地热能利用和开发还处于初级阶段,在能源消耗总额中占的比重也很少;核能正在发展,所占的比重正在逐渐提高,但也受到技术水平、铀矿资源的限制;在核聚变能量被工业大量实际应用以前,石油天然气等燃料仍然是社会使用的主要资源;而石油由于比较容易开采、运输和利用,就必然成为现代国民经济的重要支柱。世界上大量的政治、军事、经济的运动都是围绕石油问题进行的。勘探表明,在大陆架的39%地区含有油气构造,其储量占全世界石油的30%~40%。而美国的墨西哥湾、欧洲的北海、西亚的波斯湾、北非海域以及南中国海域、渤海海域都已成世界各国开发海洋石油资源的重要场所。目前在各大洲大陆架的不同工作水域有各种类型的近海工程结构物,主要应用于海底油气资源的勘探和开发。 海洋立管是浮式海洋平台与海底井口间的主要连接。作为海面与海底的一种连接通道,它也可用于固定式平台及勘探船。下端通过万向节与海底井口连接,其上端与平台或船舶底部的滑移节配合,这样,平台或船舶在波浪作用下发生任何可能的运动时,立管有足够的运动自由度随之运动,并在平台或船舶发生垂直震荡是改变其长度。立管本质上有两种,即刚性立管和柔性立管。海洋立管具有多种可能的结构,如顶张力立管(TTP)、自由悬挂的钢悬链线立管(SCR),惰性S立管,陡峭型S立管,惰性波浪立管、陡峭型波浪立管等。 立管的设计应该满足实际的海洋环境载荷,小直径的立管通常被固定在隔水套管中,海洋环境在核对其影响较小。较大直径立管科直接由平台支持置于海洋环境载荷中,此时,立管将同时承受内流体流动的作用和管外海洋环境载荷作用。立管所承受的海洋环境载荷主要有风、浪、流、冰和地震载荷等,其中波浪和海流是最重要的海洋荷载。并且受水流作用的工程结构都有可能发生涡激振动。 目前海中立管的动力设计计算并不考虑内流体的流动作用,这样设计是不合理的,也是不安全的。但由于知识与数据的缺乏,本设计将不对内流体的流动作用进行设计。 深海钢悬链线立管设计 2 第一章 立管设计的基本依据
该立管为南海某海域1000m水深的生活动力平台通过海底管道输送产物的立管。
1.1 立管用途和功能 1、生活动力平台的产物经过此立管输送到spar平台上,最大输送量 71.010kgd
;
2、采用双层保温管结构; 3、内管内腐蚀裕量3.2mm,外管外腐蚀裕量6.0mm; 4、立管设计寿命按20年设计。
1.2 环境条件 1.风 设计风速 60m/s,强风向 NE 施工风速20 m/s 2.波浪 50年一遇波高6.8m,平均周期9.3s 3.海流 五十年重现期0.9233m/s(水面) 4.水深 最大水深1000m; 5.温度 大气:最高38℃,最低-20℃ 海面:最高30℃,最低-0.5℃ 6.海生物厚度 按平均厚度2cm考虑。
1.3 液体性质 1 71q=1.010kgd, 70q=0.610kgd, 油气比3G=40mt 2 ρ0=968.2kg/m3 μ0=742.38cp
3 ρg=0.9690㎏/m3
4 ρw=1025kg/ m3 μw=1.7cp(水在20℃)
5 液体输送温度按80℃,液体输送压按14.7MPa。 深海钢悬链线立管设计 3 1.4 立管的设计依据 1.参照中国船级社:《海底管道规范安全规则》(草稿)1987 2.参照挪威船级社DNV:《海底管道系统规范》1981 深海钢悬链线立管设计
4 第二章 立管的工艺设计与计算
立管的工艺设计计算与普通管道的工艺设计计算大致相同。 根据油田总体规划中确定的工艺流程和分流规划,对管道系用进行一系列的工艺计算与分析,例如,降压、降温计算,段塞流分析,允许停输时间计算,再启动计算。 其目的是选择合理的管道的管径和断面型式。其中最主要的工艺计算是压降、温降所需要的水力计算和热力计算。 在输送易凝固原油时,立管部位是咽喉薄弱环节,除了做好对管道的隔热保温外,还应考虑其他加热、放热、降粘措施。 2.1 立管的尺寸设计 2.1.1 主要设计参数计算 1.输送介质的密度及比重 已知:71q=1.010kgd,70q=0.610kgd
,ρ0=968.2kg/m3,ρw=1025kg/m3
则wq=4000kgd,可计算出液体(油与水)的密度:
ww00qqq=1000040001.025+60000.9682=990.13kgm (2.1)
相对于水的相对密度,即比重Sw=0.9660 由于气体的密度g=0.96903kgm,取空气密度为a=1.03kgm,可得气体对空气的相对密度gS=0.9690。 1. 管道的平均输油温度 采用液体输送温度80oC作为平均温度 T=1.880+491.67=635.67(oR)
2. 平均压力 液体输送压力按1502kgcm,即P=150(2kgcm)=14.7MPa 3. 液体流量
gQ=1.200qG=1.20600040=288000(3md)=10.17(6103ftd) 深海钢悬链线立管设计 5 Q=1.20q=1.2010000/0.9901=12120.0(3md)=76235.6bbld
其中,系数1.20时为安全起见所乘的备用系数。 4. 液气的总质量流量 W=3180gQgS+14.6QS =318010.1700.9690+14.676235.60.9660 =1.1065610(lbh) 5. 在流动压力及温度下的油气混和物密度 气液比R=gQQ=1.0170710/76235.6=133.40(3ftbbl)
则m=g12409SP+2.7SP198.7P+RT=51.74(3lbft)? 2.1.2 由原油流量及流速条件初选管径 已知:输油量Q=0.140278(3ms) 80oC时密度=990.1(3kgm) 动力粘度0=742.38cp 运动粘度==742.38/.9901=749.803mms 根据运动粘度与经济流速的关系知当=749.803mms时查表2.1可知 平均流速为:V=1.0~1.1m/s 表2.1管路中油或气流的经济流速参考值 油品运动粘度( 2mms) 平均流速(ms) 1—12 吸入管路 排除管路 12—28 1.5 3.5—2.5 28—72 1.3 2.5—2.0 72—146 1.2 2.0—1.5 146—438 1.1 1.5—1.2 438—977 1.0 1.2—1.1 压缩性气体 0.8 1.1—1.0 饱和蒸汽 8—20 橡胶软管 30—40 深海钢悬链线立管设计 6 对热油管道而言,经济流速通常比不加热的管道要高,他的范围与国民经济中各
项费用的比值有关,我国目前对这些经济参数还缺乏总结,根据目前的实践,热油管道的经济流速范围为1.5~2.0ms。所以,取经济流速V=1.8ms。 根据流量初选管径,按使用期的最大流量计算: 输油量Q=0.140278(3ms)
内径iiD=4QV=315mm,即iiD=314.96mm= 12.40in 初步选定公称直径355.6mm(14in)的管子作为内管。选择外管时要考虑60mm的保温层。 综上,以下为初选管径结论: 选用API标准5LX—65级无缝钢管 2.2选取的钢管参数 公称直径(mm) 外径(mm) 壁厚(mm) 内径(mm) 重量(lb/ft) 内管 355.6 355.6 17.48 320.65 97.91 外管 508 508 15.88 476.25 129.45 保温层使用聚氨酯泡沫,60mm厚,密度353kgm; 钢管外层涂3.0mm聚乙烯涂层,=9253kgm。
2.2 立管的温降计算 2.2.1 热阻R及总传热系数K的计算 输送高粘度、高凝固点原油时,因流动时的压力、温度变化,影响流动甚至造成原油在管道内凝固。为改善这种油的输送条件,通常需将原油加热到一定温度再输送,并对管道进行保温。在本设计中原油入口温度80oC,温度较高所以不必加热。 热阻计算公式: 312
111122332
DDD111111
RlnlnlnDd2d2d2dD
(2.2)
式中: 1——油流向管内壁的放热系数,取402W(mk); 2——管外壁至周围介质(海水和空气)的放热系数,2W(mk); 深海钢悬链线立管设计 7 1——内管的导热系数,取482W(mk);
2——保温层泡沫塑料的导热系数,取0.0412W(mk);
3——外管的导热系数,取482W(mk);
1D——内管的外径355.6mm;
1d——内管的内径320.6mm;
2D——保温层的外直径,取保温层内外直径的平均值415.60mm;
2d——保温层的内直径,355.6mm;
3D——内管的外径508mm;
3d——内管的内径,476.25mm; D——立管外围的直径,508mm。
计算放热系数1时,紊流状态下的1比层流时的1大得多,通常都大于1002W(mk),二者相差数十倍。因此,紊流时的1总传热系数的影响很小,忽略不计。但层流时的1则必须计入。取1=402W(mk)。 计算管外壁至周围介质(海水和空气)的放热系数2时,由于介质的放热系数很大,经常大于2322W(mk),忽略热阻中的这一项。 热阻: 312
111122332
DDD111111
Rlnlnln0.631mKW Dd2d2d2dD
2.2.2 出口油温2t的计算 出口温度: KDL-L-LGcRGc2010010010tt(tt)et(tt)et(tt)e (2.3)
式中:0t——周围介质的温度,—20oC; 1t——管道入口油温,为80oC
2t——管路末端油温;
c——比热,取0.5okcal(kgC); L——管道的长度为2400m; G——流油的质量流量,751q=1.0104.1710kgdkgh;