高 超, 陈晓东, 孙 锟, 张西伟, 黄金涛

(深圳海油工程水下技术有限公司,深圳 518000)

0 引 言

作为海洋油气资源开发的主要方式之一，柔性管道得到了广泛应用。柔性管道是一种金属材料和聚合物材料共同组成的复合材料结构，具有可设计性、易弯曲、易铺设、可回收，更适应海洋环境等优点[1-2]。目前，柔性管道已逐渐应用于中国南海油气田开发项目。

柔性管道的海上安装作业是实现油气田工程建设的重要一环。目前常见的安装方式有水平铺设(horizontal lay)和垂直铺设(vertical lay)两种。从安装资源的角度来看，两种方式的区别主要体现在水平铺设采用下水桥(chute)，柔性管道从船舷或船尾入水，形成S形；而垂直铺设采用垂直铺设系统(vertical lay system， VLS)从月池或船舷下水，形成J形[3]。

在柔性管道的铺设过程中，主要的失效载荷工况包括管道挤压、张力过大、弯曲半径过小及管道受到较大的轴向压力。在水平铺设时，柔性管道与下水桥的接触载荷与其顶部张力和下水桥半径有关，顶部张力越大，接触载荷越大；下水桥半径越大，接触载荷越小，较大的接触载荷会导致柔性管道的挤压失效[4-5]。由于下水桥尺寸设计受安装限制，而水深是影响柔性管道顶部张力的主要因素，因此水平铺设更适用于浅水的柔性管道安装作业。柔性管道铺设过程中另外一个重要的限制条件是其对最小弯曲半径(minimum bend radius， MBR)和轴向挤压力的要求，通常柔性管道在未通过张紧器前，MBR可按静态存储半径要求，而通过张紧器后，则要按动态安装最小弯曲半径要求。……