RTP管海底穿插牵引力.doc

海底长输油气管线修复 RTP管穿插牵引力计算模型 季明慧 （航天晨光股份有限公司，江苏南京 211100） 【摘要】 RTP管应用于海底长输油气管线修复是当今海洋油气管线修复新技术。本文以抗拉型RTP管穿插海底长输油气管线为研究对象，通过理论推导和试验验证，提出了RTP管穿插海底长输油气管线牵引力计算模型，该模型成功运用于马来西亚石油公司17公里海底油气管线穿插修复工程。 【关键词】 RTP管；海洋油气； 管线修复； 穿插技术。 中图分类号：TE832 文献标识码： A 文章编号： Approach to Computational Model on RTP Pulling Force for Marine Long Distance Oil and Gas Pipelines Insertion Rehabilitation Abstract：The application of RTP to offshore long distance oil and gas pipeline rehabilitation belongs to up-to-date technology. This paper takes strain-relief RTP inserting offshore long distance oil and gas pipeline as research object. Based on theoretical derivation and experimental verification, a new computational model on RTP inserting pulling force calculation is proposed and it has been used successfully in Petronas 17km long offshore pipeline insertion rehabilitation project. Key Words：RTP pipe、 Offshore Oil and Gas、 Pipeline Rehabilitation、 Insertion Technology 一、前言 RTP管穿插技术是油气管线修复工程中经济而可靠的一项新技术，尤其近年来随着抗拉型RTP管的研制成功，RTP管开始应用于海底长输油气管线修复工程。通常情况下，海底长输油气管线工作压力高、介质腐蚀性强、维修维护困难，安全可靠性高，当管线到达寿命期或出现致命性故障时，往往只能报废更换，投入成本巨大。若采用RTP管穿插技术，在待报废管线中穿插一根高性能的RTP管，使管线重新恢复生产，既可以避免海底施工作业，又可以缩短管线修复时间，经济效益十分明显。 对于海底长输油气管线，由于受到海床深度及地貌等条件的限制，管线走向曲折多变，弯头多曲率较大，如果内管弯曲刚度过大，穿插阻力将相当大，过大的穿插阻力需要配备大功率设备，又受到海洋平台作业空间和动力供应等限制，甚至拉坏内管或外管，工程成本和技术风险迅速上升，这就需要一种高性能的穿插内管，除了耐腐蚀和高可靠性外，它还要有高的承压和抗拉能力以及高的柔韧性。航天晨光新近研制的抗拉型RTP管是在具有高柔特性的芳纶增强热塑料复合管（RTP管）基础上，增设芳纶抗拉复合层来提高管道的抗拉强度和径向刚度。该管道具有弯曲刚度小、径向刚度大、抗拉能力强、重量轻、耐磨损、承压高、安全可靠等优点，抗拉型RTP管的研制成功使RTP管应用于海底长输油气管线穿插修复工程成为现实。 RTP管应用于海底长输油气管线穿插修复工程，至关重要的是精确估计RTP管的穿插阻力，它是开展RTP管穿插修复工程内管设计和穿插方案的重要依据。通常情况下，影响管线穿插阻力的因素主要有管线长度、内外管尺寸、弯头曲率、弯头角度和数量、内管抗弯刚度和线密度、内外管间的摩擦力等。其中，弯头处的牵引阻力估计最为关键和复杂。目前，对RTP管穿插弯头的牵引阻力估计其理论模型主要有日本学者Takashi Mochizuki, Takashi Sakamoto and Tomohiro Yamada于2003年发表的ISOPE论文《Experimental and Analytical Study for the Installation of Flexible Pipe in Existing Submarine Pipelines by Pipe-in-Pipe Technology》（以下简称MSY方程）。MSY方程的假设条件为：当RTP管穿插弯头时，RTP管与弯头有三个受力点，RTP管的变形为等径圆弧弯曲。由此推导的MSY方程仅考虑了没有牵引力作用下RTP管通过弯头时内