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管道“穿上鎧甲” 迎戰水下渦激振動難題

管道“穿上鎧甲” 迎戰水下渦激振動難題

由于海底管道、立管等設施在其所處環境內容易受到海流的沖刷作用,這就可能造成海底管道長期遭受渦激振動。渦激振動是管道發生疲勞損傷的主要因素之一,因此防止海底管道發生渦激振動就顯得非常有必要。本文將介紹Lankhorst公司的一款產品,看看它如何解決這一難題?

海底管線在水流作用下產生的渦激振動,不僅會增大管道拖拽力,而且會導致管道結構疲勞破壞。抑制渦激振動的一個有效方法就是在管道上安裝列板,它可以修正沿管線方向的波流,擾亂漩渦的空間關聯性,使漩渦分散,防止卡曼旋渦的形成。Lankhorst公司設計的三葉渦激振動抑制列板不僅安裝方便、還可有效提高安裝速度,可大幅減少安裝時間產生的費用。

Lankhorst是一家為海底立管和管道生產高質量機械產品的公司。該公司憑借其獨特的厚壁塑料生產技術,為海洋油氣開發項目提供抗高強度的產品。

VIV螺旋列板簡介石油圈原創www.h29736.cn

像自由站立式立管和懸空管道這樣的圓柱形結構,能夠與水流相互作用,形成卡曼漩渦。如果旋渦的頻率接近圓柱形管道的自然振動頻率,那么管道就會發生震蕩或者共振。

眾所周知,海底管線的渦激振動不僅會增大管道受力,而且會導致管道結構疲勞破壞。若在管道外安裝螺旋列板,就可以修正沿管線方向的波流,改變沿管縱向的波流分離角,防止形成卡曼旋渦,從而減少漩渦的產生。

Lankhorst公司抑制渦激振動的螺旋列板石油圈原創www.h29736.cn

Lankhorst螺旋列板表面間歇分布著垂直葉片,在列板表面形成三重螺旋。列板螺距為管道外徑的16倍,并且螺距可調。與未包覆螺旋列板的管道相比,標準Lankhorst螺旋列板對渦激振動的抑制效率高達90%,液流對管道產生的拖拽力也相對較低。

VIV可以優化安裝過程 減少安裝時間

Lankhorst螺旋列板在安裝上的優勢主要有安裝方便、安裝速度快,因Lankhorst公司對安裝過程進行了優化,螺旋列板的安裝速度得到了大幅提高,安裝成本顯著降低。由于采用三葉螺旋列板的理念,Lankhorst螺旋列板不僅重量輕,而且還提高了安裝速度。此外,由于三葉螺旋列板可以進行大量堆積,因此可大幅減少運輸時所需的補給船數量和占用甲板的空間。

在進行重負荷情況下的安裝作業時,Lankhorst能夠為作業者提供承載能力非常高的材料。此外,Lankhorst公司使用托管架滾軸測試裝置或者沖擊塔在實驗室進行進一步的載荷和沖擊測試。

VIV螺旋列板特點石油圈原創www.h29736.cn

Lankhorst螺旋列板(已獲取資格證書和專利)特點主要有以下幾點:

1.適合于表面涂有薄的涂層的陰極保護系統的管道,例如FBE涂層(熔結環氧粉防腐涂層);
2.針對厚涂層的管道可采用彈性系統,其在水壓較大時會進行收縮或者蠕變。
3.若螺旋列板安裝在海洋生物較多的區域,可增涂防污涂層;
4.紫外線穩定劑可防止螺旋列板在長期光照后發生損壞。

VIV螺旋列板特征石油圈原創www.h29736.cn

1.獨有的三葉螺旋列板的設計方式。
2.完全互鎖,內置自動對準系統;
3.可適用于陰極保護系統的管道;
4.材料密度低,良好的漂浮性能;
5.抗沖擊和抗腐蝕能力強;
6.抗紫外線性能強;
7.設計緊湊,運輸時占用空間較??;
8.安裝過程快速、安全,每段列板的安裝速度小于1分鐘;
9.該螺旋列板具有防污涂層;
10.該螺旋列板的服務壽命超過25年;
11.退役后可進行回收。

VIV螺旋列板尺寸參數

1.葉片高度為直徑的0.15-0.25倍;
2.列板螺距為內徑的5-18倍。

VIV螺旋列板的驗證實驗

1.沖擊塔測試;
2.托管架滾軸載荷測試;
3.沖擊試驗;
4.摩擦試驗。

VIV螺旋列板的一大優勢就是其安裝速度快,這主要是由于每片列板的自重低、高效化的設計、運輸時占用空間小。該產品已被巴西和墨西哥灣等深水地區的許多運營商和安裝承包商所接受并投入使用,并且,經證實,其在這一區域的應用非常成功。

渦激振動螺旋列板應用案例

Lankhorst螺旋列板渦激振動抑制裝置的服務項目已經遍布全球各地,其服務范圍涵蓋了生產平臺立管、管線、鉆井平臺立管、平臺鋼筋束和海底跨接管道。

近期的項目主要有:石油圈原創www.h29736.cn

1.殼牌公司 Mars B平臺和Chevron公司的聯合項目;
2.雪佛龍公司Jack St Malo外輸管線;
3.巴西石油公司P-55海底管線和立管、Guara Lula采用的立管;
4.跨接管道應用:??松梨诠镜腒izomba油田、圖洛石油公司的Jubilee 1A項目、道達爾公司的GirRi項目、加拿大石油公司的Deep Panuke項目、殼牌公司的Gumusut項目等;
5.Xcite能源公司鉆井平臺立管。石油圈原創www.h29736.cn

Lankhorst Mouldings公司簡介

Lankhorst Mouldings公司為WireCo World Group得一家子公司。一直以來,該公司都為海洋石油開發行業提供高質量的聚合物制品,該公司的厚壁塑料模具制品的歷史已超過30年。

Lankhorst Mouldings公司利用其成熟的技術和豐富的現場經驗,為客戶提供了超一流的技術方案。不僅能為客戶解決當前的問題,并且極具前瞻性。

譯者/于曉林 ?編輯/魏亞蒙

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檸檬
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。如需獲取更多技術資料,請聯系我們。
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