海管挖沟机工艺设计和配管设计.pdf

42． ■技术交流 石20油13和年化第工16设卷备 一 海管挖沟机的工艺设计及配管设计 刘青杨 (中海石油 (中国)有限公司，天津300452) [摘 要]本文介绍了海管挖沟机的工艺设计和配管设计 工艺设计和配管设计是海管挖沟机设计的主要 内容，其设计质量 直接决定着海管挖沟机的性能。 [关键词]海洋石油管道；海底挖沟机；3-艺计算；配管设计 为保障海洋石油管道的安全运行，在铺设海 水喷射海床，以此松动海床的泥土。 洋石油管道 中一般需进行挖沟作业 。海管挖沟机 (3)吸排泥系统：由泵等设备抽吸喷射系统吹 是挖沟作业的主要作业设备，其常见结构如图1所 起的泥水混合物，将其排到远离海管的位置。该 示。近几年国内企业已逐步掌握了海管挖沟机的 作业的主体设备为大流量的泵，也可用空气压缩 制造技术，但设备性能很不稳定。工艺计算和配 机为主体制造的气举排泥系统完成。 管设计是决定挖沟机挖沟性能的主要技术因素 。 海管挖沟机 的主要性能取决于喷射系统松动 通过分析挖沟机 的原理，进行认真深入 的工艺计 泥土的能力 以及吸排泥系统抽吸泥水混合物的能 算和配管设计，是提升挖沟机性能的主要措施 。 力 。 1．1喷射系统能力分析及喷射系统设计 1．1．1喷射能力分析：在常规施工中，一般认为 喷射能力主要取决于泵的扬程，根据流体力学的 动量转化公式：Ft=m (v1．v2)，撞击到海床后 v2=0，瞬间 (t=1S)的力F--mv1，即冲击力等于瞬 间质量 (流量)与速度的乘积。因此流体产生的 冲击力是 由流量决定的，与压力没有关系。要提 高挖沟机的喷射能力，提升作业效率，主要途径 是在保证扬程的前提下，提高泵的流量。 明确这一点对提升作业效率是很关键 的， 在购置挖沟机喷射系统的泵时，应选择大流量的 泵，而不是高扬程的泵。泵的扬程的配置只需能 克服沿途阻力、位置势能 (高度差)及 出入 口压 力差即可，压力过大只会造成浪费。扬程选型计 算可参考流体力学的伯努利公式： 图1 海管挖沟机外形图 pl+[p(v1)]／2+Pgh1==p2+【P(V2)]／2+Pgh2 1海管挖沟机主要性能及设计 1．1．2喷射系统设计 海管挖沟机 由