（油气储运工程专业论文）海底单壁输油管道技术.pdf

石油大学( 华东) 硕士研究生论文 a b s t r a c t f o rt h er e a s o no fs p e c i a l p h y s i c a lc h a r a c t e ra n df l u i d i t y o f t r a n s p o r t i n gm e d i u ma n du n s e t t l e dt e c h n i c a lq u e s t i o ns u c ha sh o t i n s u l a t i o n 、w a t e r p r o o f 、p r e p a r i n gw e i g h te t c ，i nourc o u n t r yt h e s u b m a r i n eo i lp i p e l i n ei sg e n e r a l l ya d o p t e dw i t ht w o d o u b l ei n s u l a t e d s t e e lt u b ew i t ht h es h o r t a g eo fm o r es t e e lc o n s u m p t i o n 、h i g h e rc o s t 、 d i f f i c u l ts e r v i c ee t e i nt h ec o n d i t i o no fm e e t i n gt h ed e m a n do fo i l t r a n s p o r t a t i o n t h es i n g l e l a y e r e do i lp i p e l i n ew i t hc o n c r e t ew e i g h t c o a t i n gs h o u l db ea d o p t e dw h i c hp o s s e s s e so fn o to n l ye c o n o m i c a lb u t a l s os o c i a lb e n e f i t b yt h er e s e a r c h a n de x p e r i m e n ts o m et e c h n i c a l q u e s t i o no f s u b m a r i n es i n g l e l a y e r e do i l p i p e l i n es u c ha sa n t i c o r r o s i o n 、h o t i n s u l a t i o n 、f i e l dc o a t i n gf o rw e l d e dj o i n t 、a d d i n gt u b ef o ri n c r e a s i n g w e i g h ta n df i x i n g 、c a t h o l i cp r o t e c t i o nh a v e b e e ns e t t l e d i nt h e p r e c o n d i t i o no ft a k i n gf u l la d v a n t a g eo ft h ee x i s t i n gt e c h n i q u ea n d e q u i p m e n t s i n s h e n g l i o i lf i e l dt h e p r o b l e mo f m e c h a n i z e d p r e f a b r i c a t i o na b o u tc o a t i n ga n dw r a p p i n ga n di n s u l a t i o no fp i p e l i n e i ss o l v e da n da tt h es a m et i m et h ec r a f l w o r ko f p r e f a b r i c a t i n gt h e c o n c r e t ew e i g h tc o a t i n gb ye x t r u d i n ga n ds h a k i n g a n dt h em a t e r i a l f o rf i e l dc o a t i n gf o rw e l d e dj o i n to ft h ec o n c r e t ew e i g h tc o a t i n ga n d c o n s t r u c t i n gc r a f t w o r ka r ee x p e r i m e n t e ds u c c e s s f u l l y t h es i m u l a t i v e e x p e r i m e n ta b o u tl i f t i n ga n ds l i n g i n gt h et u b e w i t hc o n c r e t ew e i g h t c o a t i n go n s h o r ew a sc a r r i e dw h i c hp r o v i d et e l i a b l et e c h n i c a lb a s i sa n d p a r a n l e t e rf o rc o n s t r u c t i o n 石油大学( 华东) 硕士研究生论文 a f t e r t h i sp r o j e c tw a sf i n i s h e das e r i e so ft e c h n o l o g ya b o u t s i n g l e - l a y e r e do i lp i p e l i n eb e i n ga p p l i e dt os h a l l o ws e aa n dd e e ps e a a r ef o r m e d i t i n c l u d e s ：( 1 ) t h ed e s i g n a b o u t s i n g l e - l a y e r e d o i l p i p e l i n e ( i n c l u d i n gt e c h n i c s 、 f r a m e w o r k 、c o r r o s i o np r o t e c t i o na n dh o t i n s u l a t i o n 、c o n c r e t ew e i g h tc o a t i n ga n dc a t h o l i cp r o t e c t i o n ) ；( 2 ) t h e p r e f a b r i c a t i o n i n m a n u f a c t o r y o f w e i g h t i n gl a y e r f o rc o r r o s i o n p r o t e c t i o na n d h o ti n s u l a t i o na n dw a t e r p r o o f ；( 3 ) a s s e m b l y a n d p r e f a b r i c a t i o no n s h o r ea n dc o n s t r u c t i o no f f s h o r eo fs i n g l e - l a y e r e d o i l p i p e l i n e g r a s p i n gt h i st e c h n o l o g yh e r e i n b e f o r ec a na f f o r de f f e c t i v e l y t e c h n o l o g i c a lg u a r a n t e et oe x p l o i t a t i o no nt h es e aa n dd e p l o i t a t i o n - o f e x t e r i o rm a r k e tf o rs h e n g l io i l f i e l d k e yw o r d s ：s u b m a r i n es i n g l e l a y e r e do i lp i p e l i n e c o r r o s i o np r o t e c t i o na n dh o ti n s u l a t i o n c o n c r e t ei n c r e a s i n gw e i g h t c a t h o l i cp r o t e c t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导_ f 进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石 油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的 同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意， 签名：邈坠敏 2 啦年月o 同 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印件及电子版，允诩：论文被查阅和借阅；学校 可以公佰论文的令部或部分内容可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名 导师签名 丛逍 彩，蜀歹 j 一 2 吣拍：9 月加1 1 。坪7j j ，“1 ， 石油大学( 华东) 硕士研究生论文 1 引言 海底输油管道，由于输送介质的特殊物理性质与流动特性，以 及目前尚未解决的海底管道的保温、防水、配重等技术问题，因此 国内普遍采用钢质双层管保温结构。这种结构存在钢材耗费量大、 造价高、维修困难等缺点。在满足原油输送工艺的条件下，采用混 凝土加重的单壁输油管道，是今后的发展方向，有着明显的经济和 社会效益。 在本课题研究中，工艺专业作为主导专业，组织协调海工、防 腐及建设部门，根据胜利浅海海域的具体情况，通过研究试验，解 决了海底单壁输油管道的防腐、保温、防水补口、加重稳管、阴极 保护等技术问题。在充分考虑利用胜利油田现有的技术装备的前提 下，解决了管道的防腐保温机械化预制问题，试验成功了“挤压振 动混凝土加重层预制”工艺和混凝土加重层补口材料及施工工艺。 进行了混凝土加重管的陆上模拟提吊试验，为管线的海上提吊对接 施工提供了可靠的施工技术依据和技术参数。针对海上单壁管道的 施工制定了周密完善的施工组织设计，使本专题示范依托工程 c b 5 0 2 - - c b 2 0 海底管道顺利完成了海上施工。 石油大学( 华东) 硕士研究生论文 2 海底单壁输油管道技术现状及研究内容 2 1 国内外现状 随着世界海洋石油工业的发展，作为海上油气集输系统主要工 具的海底管线得到了更为广泛的应用。国外海底输油管道及其配套 技术的开发应用已有五十多年的历史，近二十年来，输油管道的结 构已从钢质双壁保温管结构发展到单壁管保温结构，其海上施工以 及输送等配套技术已经形成了一套完整成熟的先进技术，可适用于 海上各种环境的应用要求，已成为海底输油管道建设的首选结构。 目前，国外海底单壁输油管的防腐保温防水结构种类较多，例 如，熔结环氧防腐层+ 聚氨酯粘接层+ 泡沫保温层+ 塑料防护层的防 腐保温结构，这种结构的特点是采用了保温性能好且能承受管道施 工和运行条件的高性能聚合物，即在防腐处理后的钢管与塑料防护 层中间填充保温材料，保温材料可根据需要选择有机泡沫保温材料 或高强度复合保温材料，塑料防护层可根据需要选择聚乙烯或聚丙 烯，出于以上特点，这种结构的应用比较普遍。此外，还有氯丁橡 胶防腐层+ 聚氯乙烯泡沫保温层+ 氯丁橡胶防水层；熔结环氧防腐层 十聚氨酯弹性体；熔结坏氧防腐层+ 单体接枝共聚改性聚丙烯粘接层 + j h 重聚丙烯涂层( 聚丙烯基料中添加无机盐) ；熔结环氧防腐层+ 聚丙烯粘接层+ 发泡聚丙烯保温层+ 聚丙烯外护层等结构。 在管道上涂敷加重材料是单壁输油管道不可缺少的，其主要目 的是为管道提供负浮力，确保管道在海底的稳定性，并保护管道外 石油大学( 华东) 硕士研究生论文 防护层免受自然环境和其它因素的破坏。国外有些公司形成了完善 的加重层涂敷技术，如美国的挤压涂层有限公司于1 9 7 2 年就开始 混凝土加重层的制作，并研制了旋转挤压式混凝土包覆管道旌工技 术，并为1 0 0 多家公司进行了管道的包敷。挪威斯坦托公司研制了 a s 涂敷技术，法国埃索塔公司将这项技术应用在海底管道的防腐、 保温加重层施工中，并形成了管线安装、涂敷和原材料的配套服务 体系。 同双管输送技术相比，单管输送不但减少了海上工程设施，简 化了操作环节，更主要的是节省了海上工程费用。据有关资料介绍， 采用单管输送可节省海上工程费用的1 0 - 2 0 ，并且不易受海洋环境 的影响。 目前英国的北海油f = 只、美国的墨西哥湾，加利福尼亚近海，加 拿大、挪威、荷兰、意大利、加蓬、马来西亚、阿拉伯湾、亚得里 亚海等近海油田都广泛应用单壁管输送技术。表2 - 1 列举了国外部 分单壁保温输油管道的应用实例。 表2 1 国外部分单墅保温输油管道的应册实例 建造建造水擦输送管径 管道长度 管道 施工 年代海域 ( m ) 介质 ( 肺m )( m ) 结构方法 1 9 8 6两两里海1 6重油8 6 3 62 5 0 0p u f + f e + c c底拖法 重油 1 9 8 5 瓶得里弧海 1 37 1 1 2 1 3 0 0 0p u f + p e + c c铺管船 f 6 0 一r 5 ) 1 9 8 0加蓬近海3 5原油2 7 3 0 53 2 0 0p u f + ： e + c c铺管船 1 9 7 8 弧得里海 1 5 重油 6 0 9 33 6 0 0p u f + p e + c c 底拖法 石油人学( 华东) 硕士研究生论文 原油 1 0 1 6 1 9 7 8 阿拉伯海湾 1 5 1 5 2 4 p u f + p e + c c 铺管船 ( 1 0 7 ) 2 0 3 2 1 p u f 一聚氨酯泡沫；p e 一聚乙烯夹克；c c - 混凝土加重层。 说明 2 本项目示范工程采用的结构与上述管道结构完全相同。 我国最早于1 9 7 3 年在黄岛输油码头敷设了两条长度5 0 1 米的 海底输油管道，海底管道建设工程是在1 9 8 5 年渤海油田开发时开 始的，1 9 9 0 年以前铺设的海底管道大部分是由外国公司进行设计和 施工的，1 9 9 0 年以后较深海域的长距离海底管道施工仍依靠国外的 施工技术和设备。例如“七五”期间南海西部涠0 3 、1 1 - 4 油田、 渤海b z 2 8 1 l 油田、b z 3 4 2 4 油f ；j r 敷设的海底油气集输管道，“八 五”期间南海西部气嗣敷设到香港的输气管道均是由外国公司承包 设计和施工的，“九五”期间平湖油田敷设到上海南汇县的输气管 道和敷设到浙江岱山岛的输油管道是由意大利和英国公司承包施 工的。1 9 9 0 年建成了第一条自行设计和施工的海底输气管道一渤海 j z 2 0 2 油田4 7 5 k m 管道直径3 2 5 m m 的天然气外输登陆管道，标志 着我国已经具备了独立完成海底管道设计和施工的能力，但该管道 的混凝土加重层是从马来西皿加工好后运回国内海域进行敷设的。 海底输气管道、输水管道以及原油输送温度低于环境温度的输 油管道，因为不存在输送介质的保温问题，国内外普遍采用单壁管 结构，如渤海j z 2 0 2 油开= f 的天然气管道、厦门至鼓浪屿、威海至 刘公岛的输水管道、南海西部气阐至香港的天然气管道、平湖油| ；千 的输油和输气管道等。 在我国需要保温的海底输油管道，大部分采用国外己很少使用 的钢质双层管结构，双层管中问的环形宅间填充保温材料，如：黄 在油大学( 华东) 硕士研究生论文 岛输油码头的海底输油管道，内管规格为中4 2 6 7 m m ，外管规格为 中6 3 9 8 m m ，内外管之间的环形空间填充硬质聚氨酯泡沫保温材 料，外管的外表面采用沥青涂层防腐，加重层为5 0 m m 厚的钢筋混 凝土。渤海b z 2 8 1 海底输油管道，管道长度3 4 k m ，内管规格为中 1 6 8 3 1 4 m m ，外管规格为o3 2 3 8 5 x1 5 8 7 5 m m ，内外管之间的环 形空间填充石棉隔热层，混凝土加重层厚度为3 2 m m 。 胜利、辽河、大港三家油f = ；l 从九十年代起丌发的渤海湾滩海油 田，就已开始进行海底输油管道的建设，如胜利埕岛油田已建成海 底输油管道五十余条，约8 0 公罩左右。上述油罔的原油常温下的 流动性差，需要采用加热和保温措施，故已建成的海底输油管道全 部采用钢质双层保温管结构。由于目前尚未解决的技术问题，国内 还没有采用单壁保温加重管结构进行海底原油输送的先例，单壁保 温加重输油管道从设计、管道加重层预制、海上施工等技术在国内 还是空白的。 2 2 项目研究的目的和内容 2 ，2 1 研究目的 研究适用于海底输油的单壁管，其防腐、保温、防水、电化学 保护、加重层新结构的各种性能指标满足输油工艺需要，安全运行寿 命达1 5 年以上。 2 ，2 2 研究内容和考核目标 主要研究内容及考核目标( 见表2 2 ) 石油大学( 华东) 硕十研究生论文 表2 2专题的主要研究内容及考核目标 主要研究内容考核指标 1 、 防腐绝缘层材料性能满足行业标准( s y t 0 4 1 5 9 6 ) 防腐绝缘层、保温层、防 的性能指标要求，并能增强泡沫保温层与钢管的结 水层的材料、结构及相应的 合力 2 、 泡沫保温层材料的抗压强度达到0 3 5 m p a ，容重 施一【工艺研究 6 0 7 0 k g m 3 ，导热系数o 0 5 w m k 3 、 防水层满足保温层密闭防水的工艺要求 荫腐保温、防水一体化技筛选出一种适用于中试示范t 程应用的防腐、保温、 术及快速补口技术研究防水补口的结构和施： 工艺 海底单鼙输油管道的保护电位达到湘对于 管道阴极保护技术研究 c u c u s o ，参比电极) 一0 8 5 v 或以下 1 容重) 2 6 0 0 k g 3 2 抗压2 8 d 3 5 m p a 3 抗拉2 8 d 4 l p a 防渗抗裂混凝土加重材 4 抗冻性d 1 5 0 料、结构、涂敷工艺、涂敷 5 抗渗s z 级 6 标准锤击裂度不人丁3 0 0 m m 机具和快速补口技术研究 7 钢丝网选择，布置满足强度要求 8 混凝土加重管满足施t 要求 9 涂层厚度误差3 m m 1 0 补口满足密闭要求 中试示范i ：程的设计施提供单肇管防腐、保温、防水、阴极保护、加重层 r 及质颦检测方法研究及管接头补口的施一及检测规范 2 2 3 主要技术经济指标 ( 1 ) 研究成果满足海底管道系统规范的技术要求( s y t 4 8 0 4 9 2 ) ； ( 2 ) 在规范中未涉及到的保温层技术性能满足海底管道的输油工 艺要求； ( 3 ) 单壁管输油的海底管道使用寿命达到15 年以上； 石油大学( 华东) 硕十研究生论文 ( 4 ) 混凝土加重层满足施工要求： ( 5 ) 阴极保护的技术指标达到行业标准规定的保护准则，保护电位 一0 8 5 v 或以下( 相对于c u c u s o 。参比电极) ； ( 6 ) 单壁管与双壁管相比降低材料造价2 0 ： ( 7 ) 补口时间比原双管工艺缩短一倍以上。 i i 油人学( 华东) 硕士研究生论文 3 胜利滩海单壁输油管道技术研究 海底单壁输油管道的结构形式为：防腐绝缘层十聚氨酯泡沫 保温层十聚乙烯夹克层+ 混凝土加重层( 见图3 1 ) 。防腐绝缘 层对钢质管道提供防腐保护；聚氨酯泡沫保温层对管道的输送介质 进行保温，并具有一定的防水作用：聚乙烯夹克层作为防水外护层 可有效地阻止水向保温层渗透并保证在施工载荷下提供机械保护； 混凝土加重层为管道提供负浮力，对管道的防腐层保温层和防水层 提供机械保护，并增加管道的热绝缘度和管道对屈曲稳定的抵抗能 力。 一1 铜管 2 肺扁层 、3 泡沫保温层 4 聚乙嫱夹克 5 铜筋笼网 6 混凝土加重层 图3 1 海底单壁输油管道断面结构 项目组针对以上结构进行了一系列的材料筛选实验和室内应 用研究，对各种材料进行了综合性能、施工工艺、经济成本等方面 的对比，并充分考虑利用爿生利油f h 现有的技术装备进行管道的机械 8 化工厂预制。通过以上因索的综合考虑，确定并解决7 海厩单壁保 温加重管道相应的材料和施工工艺。并进行了示范工程 c b 5 0 2 - - c b 2 0 海底管道的实施。 3 1 管道防腐绝缘层、保温层、防水层材料结构 及施工工艺研究 3 1 1 防腐绝缘层材料筛选试验 通过对不同品种涂料的附着力、柔韧性、耐冲击性、耐酸、耐 碱、耐盐性能试验，按照埋地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保 温层技术指标( s y t 0 4 1 5 - 9 6 ) 中防腐涂料性能指标的要求，筛选 出s 。型聚氨酯防鹰漆为管道的防腐绝缘层材料。通过涂层性能检 测，取得如下表3 1 的结果。 表3 - 1s * - 型聚氨酯防腐漆达到的技术指标 序号项目要求指标 达到指标示范下程达蜷 标测试方法 1 附着力( 级) 1 222g b t 17 2 0 2 柔韧性m i l l ll1g b t 17 3 1 3 耐冲击强度( j ) 4 94 ，9 4 。9g b t 1 7 3 2 4耐1 0 h c l 溶液8 0 3 0 0 h 无变化3 0 0 h 无变化3 0 0 h 无变化g b t 1 7 6 3 5 耐l o n a o t t 溶液8 0 3 0 0 h 无变化3 0 0 h 无变化3 0 0 h 无变化g b t 1 7 6 3 6 耐3 n c l 溶液8 0 3 0 0 h 无变化3 0 0 h 无变化3 0 0 h 无变化g 8 t 1 7 6 3 湿的聚氨酯防腐漆和聚氨酯泡沫具有很好的相容性，当钢管除 锈处理后涂s 。型聚氨酯防腐漆并立即进入泡沫夹克一步法作业线 进行泡沫央克管预制时，生产出柬的泡沫夹克管，在涂层的作用下， 使钢管与泡沫粘接成为一体，大大加强了钢管抗腐蚀的能力。 9 稻油大学( 华东) 硕士研究生论文 涂s 。型聚氨酯防腐漆后成型的泡沫夹克管，在管端不密封的 条件下，将管段在水中浸泡五个月后，没有发现钢管与泡沫界面有 腐蚀的迹象，说明s 。型聚氨酯防腐漆的舫腐效果和阻水效果很明 显。 试验结果表明，s 一型聚氨酯防腐漆的涂敷工艺和涂层结构对 泡沫夹克管的防腐性能有定的影响，管道除锈处理后，立即涂一 道防腐漆，形成完整的覆盖层，漆膜固化后，涂第二道防腐漆，并 立即进入泡沫夹克一步法作业线，完成泡沫央克管预制，这样效果 最好。 3 1 2 管道保温层材料、结构、施工工艺研究 a ，进行了高强度硬质聚氨酯泡沫的配方试验，研究出了适用于 海底单壁管的高强度硬质聚氨酯泡沫保温材料。 海底单壁输油管道的泡沫保温层，和海底钢质双壁管环行空间 内的泡沫保温层相比，己失去了钢套管的强有力的保护，因此提高 管道泡沫保温层的强度是非常必要的，研究一种抗压强度高，保温 效果好，容重适中的硬质聚氨酯泡沫是保温材料研究的主要任务， 而泡沫保温材料抗压强度的指标不宜通过增加容重来提高，因为泡 沫的保温性能随着容重的增加而降低，而且增加容重，意味着增加 成本，因此要求泡沫在容重较低的条件下有较高的强度。 经过一系列配方实验和性能试验，研究出抗压强度接近 0 3 4 4 m p a ，容重6 3 k g m “，导热系数 0 0 3 5 w m k 的高强度硬质聚氨 酯泡沫保温材料。达到的技术指标见表3 2 。 石油人学( 华东) 硕士研究生论文 3 2 高强度硬质聚氨酯泡沫保温材料达到的技术指标 序号合同要求指标达到指标示范工程达到指标 1 抗压强度( m p a ) o 3 0 3 50 3 4 40 3 4 9 2 容重( k g m 3 ) 6 0 7 06 36 2 6 3 导热系数( w m k ) 0 0 5 1 0 04 x 4 x 1 6 c m 3常规2 8 天 2 7m p a1 0 0 中5 x 5 4蒸养3 天 3 2m p a1 0 0 中5 x 5 3 5 混凝土加重涂敷工艺技术研究 确定了“挤压振动水泥加重层预制工艺”用于本专题中试工 程的混凝土加重层预制，针对该预制工艺，进行了材料配比试验和 力学性能测试。 3 5 1 进行了适用于“挤庄振动水泥加重层预制工艺”的混凝土加 重层砼配合比筛选试验和测试。 项目要求加重层混凝土各项技术指标为：混凝土抗压强度3 5 m p a ：抗折强度4 o m p a ：抗渗等级达到s 1 2 级；混凝土抗冻达到 d 1 5 0 ；混凝土容重 2 6 0 0 k g m 。 表3 1 5 蒸养及7 天标养不同混凝十配合比达到的技术指标 技术指标 洮凝十 抗折强度抗压强度抗压强度抗渗等级 配合比 容重含气餐 ( 蒸养2 4 h )( 蒸养2 4 h )( 标养7 天)( 蒸养2 4 h ) 编号 k g m m p am p am p am p a 0 252 8 6 05 03 02 5 22 9 91 3 02 6 2 8 8 05 04 23 5 13 8 51 3 0 2 72 9 6 0l04 64 4 44 7 51 3 根据表3 15 所做的混凝土配合比的试验数据与专项合同要求 的混凝土技术指标进行对比分析可知，0 2 5 号混凝土配合比抗折强 度没有达到技术指标的要求，没有选用；0 2 7 号混凝土配合比制作 2 q 石油大学( 华东) 硕十研究生论文 的混凝土试件的抗折强度，抗压强度优于0 2 6 号配合比，但混凝土 含气量仅为1 ，含气量偏低，满足不了抗冻指标的要求；0 2 6 号混 凝土配合比各项技术指标均能够满足项目专项合同提出的技术要 求，因此我们选用了0 2 6 号混凝土配合比作为海底单壁输油管道混 凝土加重层的材料配合比。0 2 6 号配合比制作的龄期为2 8 天的标养 试件，经试验其指标如表3 1 6 。 表3 - 1 60 2 6 号混凝土配合比2 8 天标养达到的技术指标 混凝土 技术指 标 配合比 容重含气量抗折强度抗压强度 抗渗等级 编号 k g m 1 m p a m p a m p a 02 62 8 8 05 04 25 2 7 1 3 通过上述数据可以看出，我们选用的0 2 6 号混凝土配合比各项 试验技术指标均已完全满足了混凝土加重层对混凝土性能的要求。 3 5 2 采用“挤压振动水泥加重层预制工艺”进行了混凝土加重管 的试生产。 2 0 0 0 年9 月1 8 日2 0 同，用0 2 6 号混凝土配合比，采用“挤 压振动工艺”试制了6 根6 米长中13 3 的单壁混凝土加重输油管。 单壁输油管结构为：中l3 3 的钢管；3 3 m m 厚黄夹克；6 0 m m 厚加重层； 6 米长混凝土加重层施工工艺采用的是立式生产一次成型工艺，芯 模为黄夹克管，外模为两瓣式钢制圆管模，并在外模上沿螺旋方向 附着两台1 5 k w 振动器。待芯模、钢筋骨架、堵头板、外模组装好 后，整体立式吊装在自制的方形振动平台上，进行浇注混凝土成型。 为了适应海上施工要求，减少焊口工作量，降低生产成本， 2 0 0 0 年9 月2 0 同2 5 | _ = 1 ，又对单管为1 2 米氏钢管直径为巾1 3 3 1 0 石油大学( 华东) 硕士研究生论文 的混凝土加重层施工工艺进行了研制，该工艺采用的是卧式生产工 艺，将组装好的模具平放于自制的9 米长的振动平台上，沿管长方 向均匀喂料，边下料边振动，由于振动力分布均匀，管身的成型效 果好，外光内实，成功地制作出了单管1 2 米长的混凝土加重输油 管。 按照国家标准和规范编制出了海底单壁管混凝土加重层预制 施工的操作规程，规定了混凝土加重层生产全过程的质量标准、技 术要求及检验方法。并于2 0 0 0 年9 月制作了6 根o4 2 5 1 2 0 0 0 ( 钢 管规格中2 1 9 1 1 1a p i5 lx 5 6 无缝钢管，混凝土层厚7 0 m m ，内 配环向和纵向钢筋，防腐保温防水层厚3 3 m m 。) 2 0 0 1 年8 月中旬，示范工程c b 5 0 2 - - c b 2 0 海底管线生产了2 2 根1 2 米长管外径为0 3 0 0 的单壁输油管( 钢管规格为中1 1 4 x 1 0a p i 5 lx 5 6 无缝钢管，混凝土层厚6 0 m m ，内配环向和纵向钢筋，防腐 保温防水层厚3 3 m m 。) ，通过对现场留置的试验试块进行测试，单 壁管混凝土加重层的抗压强度、抗折强度、混凝土容重等技术指标 均能满足设计要求。 3 6 混凝土加重管的加载弯曲试验和陆上模拟提吊试验 3 6 1 混凝土加重管的加载弯曲试验 为了检验混凝土加重管在海l 安装提吊施工的适应能力，在 1 0 月2 同一4r 进行了混凝土加重管的加载弯曲试验( 如图3 - 9 、图 3 一1 0 ) 。 7 i 油大学( 华东) 硕士研究生论文 i 。 ：= ：= = # 土! = = ：! = = = 二，：二= 二。：二= ： 二= 一二 i o o l 图3 - 9单根混凝土加重管加载弯曲试验示意图 图3 1 0 二根混凝土加重管连接屙的加载弯曲试验示意图 混凝土加重管加载弯曲试验的情况见表3 1 7 。 表3 - 1 7 混凝十加重管加载弯曲试验表( 2 0 0 0 1 0 2 - 1 0 4 ) 总载荷曲率二p 释 加重管情况加载情况裂缝情况 ( k g ) ( m ) 无载荷，自然弯曲 o7 99 有细微裂缝 均布载荷 5 0 7 92有细微裂缝 均布载荷1 0 0 06 3 ，3 裂缝宽度0 7 m m ， 单根总k 1 2 m 均布载荷1 0 0 0k g ， 1 1 9 46 0 5 裂缝无变化 中间载荷义加1 9 4k g 。 均布载荷1 0 0 0k g ，裂缝宽度1 o m m ， 1 5 9 4 5 3 2 中间载荷义加5 9 4k g 。深度8 1 2m m 爷 f兰一 一 三_ l 一 石油大学( 华东) 硕士研究生论文 无载荷，自然弯曲 07 8 5有细微裂缝 加重管k 均布载荷 2 5 07 3 7有细微裂缝 度：1 2 m ，为 二根6 m 跃加 均布载荷5 0 0 6 9 0 裂缝宽度0 2 h i m ， 重管组对成 均布载荷1 0 0