1、海上采油平臺(tái)工藝管路設(shè)計(jì)分析摘要：隨著時(shí)代的不斷向前發(fā)展，當(dāng)前國(guó)家進(jìn)一步加大了對(duì)資源開采工作的重視力度，石油開采尤其如此。隨著時(shí)間的不斷推移，當(dāng)前陸地上的使用資源日益減少。為了解決資源欠缺的問題，人們加大了對(duì)海上采油平臺(tái)的開發(fā)力度。而海上采油平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中工藝管路設(shè)計(jì)工作得進(jìn)行質(zhì)量對(duì)其采油效率有著極為重要的影響。為此本文對(duì)海上采油平臺(tái)工藝管路設(shè)計(jì)相關(guān)工作進(jìn)行了詳細(xì)探討，希望通過本文可以為相關(guān)工作提供一些參考。關(guān)鍵詞：海上；采油平臺(tái)；工藝管路；設(shè)計(jì)1管道材料對(duì)于油氣混合物而言，其中含有的水、鹽、二氧化碳等物質(zhì)在流動(dòng)的過程當(dāng)中會(huì)對(duì)整個(gè)采油系統(tǒng)與之接觸的金屬產(chǎn)生一定程度的腐蝕。腐蝕的實(shí)際種

2、類也有多種類型，常見的有以下幾類，分別是金屬損失、起麻點(diǎn)、腐蝕、銹蝕等。而要想使得與油氣混合物相接觸的金屬設(shè)備使用壽命得以有效延長(zhǎng)，保障其使用質(zhì)量可以采取以下幾種方式減少油氣混合物對(duì)其造成的腐蝕：第一，通過化學(xué)處理，例如向制造生產(chǎn)設(shè)備的金屬當(dāng)中添加一些防腐蝕劑；第二，利用一些抗腐蝕性能較為強(qiáng)大的合金材料；第三，對(duì)設(shè)備內(nèi)層金屬涂上一層抗腐蝕涂層進(jìn)而提高其使用壽命。根據(jù)多年以來海上作業(yè)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在管路設(shè)計(jì)工作實(shí)際開展的過程當(dāng)中常用的選材指南有以下幾種。1.1油氣管路首先，對(duì)于無腐蝕性烴類作業(yè)來說，在常溫及高溫兩種工作環(huán)境當(dāng)中最為常用的鋼材型號(hào)有ASTM A 106 B級(jí)以及API 5L B級(jí)，也

3、被稱為高強(qiáng)度合金鋼無縫管。如果海上采油平臺(tái)的作業(yè)環(huán)境溫度小于-29時(shí)，可以選用一些抗低溫性能較為強(qiáng)大的碳鋼ASTM A333 6級(jí)。其次，針對(duì)腐蝕性的烴類作業(yè)來說，為了全面延長(zhǎng)金屬管路的實(shí)際使用壽命，在對(duì)其進(jìn)行開采的過程當(dāng)中可以選用一些耐腐蝕性較為強(qiáng)大的材料。例如不銹鋼常用的有A316、A312或使用一些內(nèi)壁帶有防腐蝕涂層的碳鋼管。1.2生產(chǎn)水管ASTM A106 B級(jí)無縫管由于其在實(shí)際應(yīng)用中所具有的一系列優(yōu)勢(shì)被海上石油開采平臺(tái)用做生產(chǎn)水管線。如果開采的介質(zhì)當(dāng)中具有腐蝕性較強(qiáng)的物質(zhì)，為了提高使用壽命保障生產(chǎn)效率，防止使用出現(xiàn)泄露等不良情況，會(huì)應(yīng)用鎳鉻高合金材料保障石油資源的有效采集。1.3海水

4、管路對(duì)于輸送海水工作而言，在其實(shí)際開展的過程當(dāng)中考慮海水所具有的一系列性質(zhì)，人們經(jīng)常使用一些銅鎳合金或非金屬材料等。1.4公用系統(tǒng)管路第一，對(duì)于一些溫度較高的介質(zhì)以及柴油來說，為了保障生產(chǎn)效率以及鋼管的使用壽命人們通常會(huì)使用一些無腐蝕性烴類作業(yè)用到的材料。第二，對(duì)于空氣以及飲用水來說，考慮到其實(shí)際性質(zhì)常采用ASMT A53鍍鋅鋼管材。第三，化學(xué)注入劑。考慮到化學(xué)注入劑本身所具有的強(qiáng)大腐蝕能力，一般采用一些抗腐蝕性能力強(qiáng)的材料，例如ASMT A312 TP 316鎳鉻合金管.2設(shè)計(jì)溫度及設(shè)計(jì)壓力選擇為了保障海上石油開采平臺(tái)工作的順利進(jìn)行，在選用石油煉廠配管的過程當(dāng)中除了應(yīng)當(dāng)對(duì)石油開采工作產(chǎn)生的壓

5、力進(jìn)行全面考慮之外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)閥門以及法蘭的使用溫度等因素進(jìn)行有效考慮。例如對(duì)于相同壓力等級(jí)的法蘭來說，如果其使用溫度在一定程度上得到提高的話，會(huì)使其壓力耐受性下降。也就是平時(shí)所說的升溫降壓使用。對(duì)于碳鋼材料制備而成的閥門以及法蘭等，不同壓力溫度級(jí)別的最大允許操作壓力值各有不同。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)內(nèi)容對(duì)其進(jìn)行合理選取，進(jìn)而保障其使用壽命。對(duì)于平臺(tái)管路設(shè)計(jì)壓力來說，就一般情況下需要按照以下的原則進(jìn)行有效選取：第一，當(dāng)系統(tǒng)最高操作壓力小于等于3500kPa（G）時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取最高操作壓力加上350kPa，當(dāng)系統(tǒng)操作壓力大于3500kPa（G）而小于7000kPa（G）時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取最

6、高操作壓力的1.1倍，但設(shè)計(jì)壓力不應(yīng)大于最高操作壓力以上700kPa；第二，對(duì)一些常壓設(shè)備進(jìn)管道進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中其最低限度的設(shè)計(jì)壓力不得低于150LB壓力溫度級(jí)別；第三，對(duì)于油口井口出油管線以及管匯的設(shè)計(jì)壓力來說，為了滿足應(yīng)用需求其實(shí)際數(shù)值應(yīng)當(dāng)至少等于油氣井的關(guān)井壓力。否則的話為了保障產(chǎn)油工作的安全進(jìn)行應(yīng)當(dāng)為其配備緊急切斷及流體源切斷裝置，還應(yīng)當(dāng)加設(shè)壓力安全閥對(duì)整個(gè)采油工作進(jìn)行有效保護(hù)；第四，對(duì)于平臺(tái)工藝管路來說在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力對(duì)壓力及溫度級(jí)別進(jìn)行分段性的設(shè)計(jì)。每段系統(tǒng)壓力都應(yīng)當(dāng)有與之相對(duì)應(yīng)的超壓切斷原料源及壓力安全釋放設(shè)施，只有這樣才能全面提高其使用壽命，保障

7、其使用效率。用于ASTMAIO6B級(jí)無縫鋼管的許用應(yīng)力如表1所示。表1用于ASTM AIO6B級(jí)無縫鋼管的許用應(yīng)力金屬溫度許用應(yīng)力S 105Pa-292041379205260130326131511923164331179對(duì)于平臺(tái)的全體設(shè)計(jì)溫度來說，在應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)根據(jù)以下原則進(jìn)行合理選擇：第一，如若輸送介質(zhì)的最終溫度比環(huán)境溫度高時(shí)，最高設(shè)計(jì)溫度應(yīng)當(dāng)至少高于可能出現(xiàn)的最高設(shè)計(jì)溫度30度以上；第二，如若輸送介質(zhì)的實(shí)際溫度比環(huán)境溫度小時(shí)，最低設(shè)計(jì)溫度應(yīng)當(dāng)至少低于可能出現(xiàn)的最低設(shè)計(jì)溫度7。3管道壁厚對(duì)于管道壁厚而言，在選取的過程當(dāng)中需要全面結(jié)合管道內(nèi)部操作壓力以及溫度進(jìn)行合理選取，只有這樣才能使其滿足石油開采工作的實(shí)際需求。對(duì)于ASTM A106以及API5L無縫管來說，允許低于標(biāo)稱管壁厚度12.5%的變化。而對(duì)于一些碳素類的鋼管來說，考慮到實(shí)際性能為了保障其使用壽命，應(yīng)要求其腐蝕以及機(jī)械強(qiáng)度余量最小為0.05in。如果在設(shè)計(jì)工作進(jìn)行的過程當(dāng)中能夠?qū)饘俨牧系母g速率進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，那么在對(duì)壁厚進(jìn)行確定時(shí)應(yīng)當(dāng)使用計(jì)算腐蝕余量。4管道壓力對(duì)于海上平臺(tái)的管道而言，由于其使用環(huán)境的影響，在設(shè)計(jì)工作實(shí)際進(jìn)行的過程當(dāng)中只對(duì)熱介質(zhì)管道以及發(fā)電動(dòng)力機(jī)管道進(jìn)行嚴(yán)格的應(yīng)力分析工作。而其他管道的操作溫度都應(yīng)當(dāng)在100以下，且由于管路的本身拐彎及方向變化量多因此