海洋石油平臺管道布置設計與研究

張城

天津修船技術研究所 天津 300456

我國海洋石油事業隨著我國經濟的不斷進步得到發展，在發展過程中由于社會需求的提升，海洋石油平臺設計要求也在逐漸提升，帶給了海洋石油事業新的發展和挑戰。海洋石油平臺建設需要依靠管道布置設計，期望以下關于設計建議能夠給從事相關行業的技術人員帶來些許啟發[1]。

1 設計原則

1.1 安全性

任何一項設計需考慮的前提便是安全，管道布置設計作為支持海洋石油平臺發展的重點關注對象，自然也要將安全放在設計原則的第一位。比如：人員通行位置管道下方的凈高應不小于22m；機泵與人行通道上方不能安裝法蘭；高溫管道應遠離施工人員工作處，或者對其進行有效的隔熱處理；閥門位置必須要便于操作，且處于安全位置。

1.2 合規性

海洋石油平臺管道設計的工藝需要根據規范化流程進行準確選擇，不能進行違規操作。

1.3 維修性

管道布置位置不能妨礙后期的維修管理，在管道設計與布置之前需要了解機泵、儀表、設備等具有什么樣的特點，便于在施工時留下足夠的空間，后期便于維修人員進行維修管理。

1.4 可接近性

系統部件需安裝在相關人員可操作范圍之內，對于消防軟管站、公用站的位置，在設計是需要設計在平臺的邊緣；含有流量計、壓力表的管道，需要與閥門位置向對應，便于相關人員進行操作。

1.5 美觀性

管道連接要保持有序，看起來整潔美觀，同時支撐性要強。

1.6 經濟性

滿足以上五個原則的同時要考慮經濟原則，需要以經濟原則為基礎，完成上述原則，確定管道使用數量與使用類型，保證管道力矩、作用力在不會超過標準的情況下，可以用最少的管件和最短的管線完成管道的連接。為保持管道連接性質量和經濟性，盡量減少焊縫數量。

2 管道設計方式

2.1 準備工作

管線圖、設備資料、連接圖、接口要求、設備布置總圖、配管規格書、儀表資料、流量計、安全閥門、管道流程圖、塔罐設計資料、平臺結構資料、平臺平面圖、節點詳細圖、平臺結構圖、電纜托架布置圖、電氣儀表設備安裝圖、開關箱、甲板開孔、按鈕、引風機、送風機、空調安裝圖。全部要在管道設計之前準備完成[2]。

2.2 管道預布置

管道預布置時管道開展布置前的一項準備工作，首先需要進行單體預布置：清管器、控制閥門組管道布置進度、工藝泵進出管布置進度；部分管道需要考慮實際布置中會出現何種問題，所以在實際工作開展過程中，需要針對前期考慮問題進行處理。其次是管道預布置，該道工序需要結合不同類型資料進行研究，確定管網標高和走向；設計在實際施工中會出現變更情況，需要對實際施工中會出現的變更問題進行考慮，提前設置預備方案，盡量避免施工過程中出現方案變更，影響工程進度。最后是繞性分析判斷，該環及作為單體預布置及管網布置中的重要工作，需要通過專業技術及經驗進行分析，及時發現問題，提出解決策略，為合理布置管道提供良好的空間。

2.3 單元體布置

單元體布置需要將相同設備管理的管道進行前期布置，保證相關人員操作安全性，讓設備發揮其能力，該工作主要涉及設備有：熱交換器、常壓容器、壓力容器、泵、壓縮機、管匯、清管器。設備在使用和安裝過程中，對于需提前清洗的設備要提前清洗，注意設備在使用過程中的方式方法，并在安裝中需遵循設備特點與設計進行規范性安裝。

2.4 管道布置

管道設計需要考慮是否符合實際施工，具體考慮的內容有：蒸汽及氣體管道的支管接入口需要從管道上方接入，接入過程中需利用焊接技術提升管道連接質量，避免在后期使用過程中出現滲漏問題。部分接入口只能依靠螺紋及法蘭接口完成連接，為防止在使用中出現問題，需要對其進行定期檢查，確定其連接質量；如在施工中需要進行彎管連接，必須保證的一點便是墻壁的外徑是要大于管道外徑的，如此才能確定連接質量。管道橫向位移需要提前在布置工作中加大孔徑，確保安裝過程中孔徑大于法蘭外徑。布置管道過程中不能讓縱向橫向統一標高。如在管道連接過程中管道走向出現變化，且為特殊情況才能統一管道橫向縱向的標高。

3 應力分析

應力分析能夠幫助核實管道柔韌性，應力分析原則是對外部位移、熱效應所導致管道出現位移的位置大小進行測量，同時讓測量計算結果滿足管道設計的相關標準，并讓管道連接具有絕對安全性。實際管道連接工作中，管道支架設計、管道布置設計都需要進行應力分析工作，實際管道布置中出現設備連接敏感和溫度超過設定的情況時，只需根據管道應力情況進行解決即可。該項工作共有兩種不同的方式：（1）不需進行正式分析系統：根據管道未經分析和經過分析的管道進行比較之時，管道能夠快速得出對系統合理性判斷，就不許要經過正視應力分析即可進行布置工作即可。同時，尺寸相同，中間約束點和固定點有兩個及兩個以上的點滿足經驗公式的管道，也可以不用進行正式的應力分析；（2）需正式分析的管道：在對管道進行實際分析的過程中，首先需要分析端點作用力、應力精確度、分析時間參數、設計溫度等是否符合分析的選擇，通過對應力分析軟件的應用進行計算便能夠確定管道布置是否存在不合理性，如果出現不合理性的數據，需要及時提出不合理數據出現的原因，并及時提交，讓相關人員針對問題做出合理的解決預案[3]。

4 結語

海洋石油平臺管道系統設計過程并不簡單，因為該設計過程所設計的知識面較多，且極其復雜，因此該項工作更加需要在前期做好準備工作。海洋石油平臺管道系統設計目前來說還有許多需要改進的地方，這也需要從事該行業相關人員的共同努力，只有把握好平臺管道設計的重點，才能以更加科學的設計實現海洋石油管道系統的運行效率，為國家經濟發展助力。