SY_T 7053-2016海底管道总体屈曲——高温/高压下的结构设计.pdf

ICS 75.180.10E 94SY备案号：53469—2016中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 7053—2016海底管道总体屈曲高温/高压下的结构设计Global buckling of submarine pipelines-Structural design due to high temperature/high pressure201606－01实施2016-01一07发布国家能源局发布 SY/T7053—2016目 次前言Ⅲ总则1.1 概述1.2目的1.3范围和应用1.4本标准的结构1.5与其他标准间的关系1.6参考的标准1.7定义1.8缩写1.9符号1.10单位2设计情况2.1总体屈曲2.2设计流程103设计基础S3.1概述3.2 不确定因素143.3管道几何尺寸·163.4管道材料·163.5荷载183.6时间效应·204管土相互作用·204.1概述204.2·21管道铺设的垂向刚度4.3露置管道.214.4埋设管道225· 23荷载效应计算5.1 23概述5.223荷载建模5.3·24分析方法265.4详细的有限元分析285.5混杂情况 SY/T7053—20165.6工程工具·286I露置于平坦海床上的管道296.129目的和适用性6.2设计流程29.306.3步骤1总体屈曲（前屈曲）评估6.4步骤2·34管道完整性检查6.5步骤3-缓解措施377II-露置于不平坦海床的管道:387.1目的和适用性.387.2设计过程387.3步骤1-·39总体屈曲（前屈曲）评估7.4步骤2-管道完整性校核407.5步骤3-.41缓解措施校核·9II埋设管道428.1目的和适用性428.2设计过程·438.3步骤1-43指定的覆盖层设计8.446步骤2-最小覆盖层设计.8.5步骤3覆盖层的要求·468.6步骤4管道完整性校核·48489露置管道的条件荷载效应系数9.1基本原则489.2轴向土壤抗力不确定性系数CoV（X）的计算489.3横向土壤摩擦不确定性系数CoV（X）的计算·499.450应力应变不确定性系数CoV（X）的计算9.5拖网作业不确定性系数CoV（X）的计算·509.6参数大幅度变化及非对称上下界时的不确定性系数计算5110管道完整性检查··5210.152概述10.252设计条件格式10.3管道完整性极限状态标准·5211操作文件·5312参考文献·53附录A露置管道的缓解措施· 54附录 B埋设管道的土壤抗力60附录 C露置管道设计流程·88附录D不确定性讨论91II SY/T7053—2016前 言本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准等同采用DNV-RP-F110Globalbucklingof submarinepipelines—Structural designduetohigh temperature/high pressure（2007年版）。为便于使用，本标准计量单位以我国法定计量单位为主，英制单位的相应值标注在括号中。本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中海油研究总院。本标准主要起草人：曹静、贾旭、周巍伟、沙勇、黄俊、冯现洪、罗世勇、何杨、张晓灵、赵学年、吴文通、李丽玮。II SY/T7053—2016海底管道总体屈曲一一高温/高压下的结构设计1总则1.1概述管道的总体屈曲是指管道作为一个压杆发生的屈曲。总体屈曲可能发生在向下方向（自由悬跨）、水平面（海底侧向屈曲）或者垂直面上（埋管隆起屈曲或露置管道顶部的侧向弯曲）。另一方面，局部屈曲为管道横截面的明显变形。总体屈曲是对有效轴向压力的反应，总体屈曲降低了轴向承载能力。管道可能发生总体屈曲，要么是承受高有效轴向压缩力，要么是抗屈曲能力低，其有代表性的是侧向管土抗力低的轻质管道。从结构的观点上看，高压高温(HP/HT)管道具有受热和内压而发生膨胀的特征，因此成为总体屈曲分析典型考虑对象。从总体屈曲的观点上看，高压或高温的定义与总体屈曲的能力相关，与温度或压力本身无关。可能发生总体屈曲的管道可以从以下两个设计原则来保证管道完整性：约束管道，维持大的压力；一一一释放膨胀力，这一受力可能导致管道发生总体屈曲且使管道产生强制弯曲。设计原则的最后选择取决于一系列因素。本标准将深入地叙述两种设计原则。验收准则基于必威体育精装版的设计原则，旨在提供一致的、可靠的和高性价比的设计方案，这意味着已认可的技术方法应用在设计阶段，包括以下方面：—结构响应模型。一路由模型（精确的海床竖向曲线和横断面图）。一管一土的相互作用模型（包括现场土壤取样）。工程评价，例如环焊缝性能、应力集中和腐蚀。传统的设计方法，基于解析公式(Hobbs，见参考文献[1]；TaylorandG