CN113606382A - 一种深水海底管道用管枕 - Google Patents

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贾旭
黄�俊
王德军
邹星
罗世勇
贾鲁生
石云
倪侃侃
刘毅
李丽玮
唐丕鑫
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets

Abstract

本发明公开了一种深水海底管道用管枕，包括左防沉板、中间防沉板、右防沉板和1根海底管道支撑梁，左防沉板和右防沉板分别设置于中间防沉板的两侧，海底管道支撑梁设置在左防沉板、中间防沉板和右防沉板上。本发明公开的深水海底管道用管枕，通过增大管枕传递至海床的受力面积和减少整个管枕与海底管道的接触面积，有效激发海底管道的侧向位移，从而有效释放海底管道的内部轴向力，避免海底管道发生高温屈曲，可广泛应用于需要缓解高温高压引起的深水海底管道侧向屈曲的深水海底管道中。

Description

一种深水海底管道用管枕
技术领域
本发明涉及海底管道施工技术领域，具体涉及一种深水海底管道用管枕。
背景技术
随着深水油气田的开发，全水下生产系统开发的模式越来越常见；高温高压的物流从输送井口直接通过海底管道输送至导管架平台或者浮式平台上。高温高压的物流给海底管道带来一系列的技术挑战，其中一个技术问题是：在海床土壤的约束作用下，海底管道输送的高温高压油气会对钢制海底管道产生巨大的轴向力，较大轴向力若无法有效释放，较小外力将会诱发海底管道的整体或局部侧向屈曲，屈曲幅度过大，将会导致管道开裂、失稳和破坏，严重威胁海底管道的运行安全。
此外，由于有些深水海底管道施工时通常都是铺设在海床上，并没有埋设在土壤内，当海底管道的输送井口温度较高时，容易受到外力影响导致海底管道发生侧向屈曲。因此，如何缓解高温高压下引起的海底管道侧向屈曲成了海底管道结构设计的难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深水海底管道用管枕，用以解决高温高压下引起的海底管道的侧向屈曲的问题。
本发明提供一种深水海底管道用管枕，包括左防沉板、中间防沉板、右防沉板和1根海底管道支撑梁，所述左防沉板和所述右防沉板分别设置于中间防沉板的两侧，且所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的底面用于放置于海床上，所述海底管道支撑梁的底部与所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的上表面固定连接在一起，所述海底管道支撑梁的顶部用于承载海底管道。
优选地，所述左防沉板与所述右防沉板的大小和形状都相同，所述左防沉板与所述右防沉板以所述中间防沉板的纵向中心线为对称轴对称设置在中间防沉板的两侧，所述海底管道支撑梁设置于所述左防沉板与所述右防沉板外侧边中心点的连线上。
优选地，所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的形状为矩形，所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的四边焊接有矩形框架，所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的矩形框架中部间隔焊接有多个支墩，所述海底管道支撑梁为圆管结构，所述海底管道支撑梁焊接在左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的支墩上。
优选地，所述矩形框架由工字钢拼接而成。
优选地，所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板上均匀间隔设置有若干吊耳。
优选地，所述吊耳为钢筋混凝土结构。
优选地，所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的板面上均匀间隔设置有若干滤水孔。
优选地，所述海底管道支撑梁上喷涂聚氨酯涂层。
优选地，还包括12块增稳板，所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板的四周向上延伸形成裙板，左防沉板、中间防沉板、右防沉板内垂直海底管道支撑梁设置有两个隔条，四周的裙板以及内部的两个隔条和海底管道支撑梁将在所述左防沉板、所述中间防沉板和所述右防沉板内分别形成四个方格，左防沉板、中间防沉板、右防沉板均配置有4块增稳板分别放置于四个方格内。
优选地，所述增稳板为钢筋混凝土结构板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明公开了一种深水海底管道用管枕，管枕的三块防沉板可预先放置在海底管道上，海底管道铺设在管枕的海底管道支撑梁上，三块防沉板通过海底管道支撑梁连接形成一个整体，实现载荷的传递，一方面增大了管枕传递至海床的受力面积，另一方面减少整个管枕与海底管道的接触面积，海底管道在较小轴向力的作用下，即可有效防止海底管道的侧向位移，从而有效释放海底管道的内部轴向力，避免海底管道发生高温屈曲。整个管枕的高度和长度可根据海底管道的侧向位移进行设计调整，海上安装方便。
(2)本发明公开的深水海底管道用管枕，裙板结构设计能够抵抗侧向滑移，增稳板的设计，有助于提高管枕在海床上的稳定性，防沉板设有滤水孔，不仅能防止吊装入水过程飞溅，还能平衡放置海床后的上下压力；海底管道支撑梁上喷涂一定厚度的聚氨酯材料，最大限度降低海底管道的侧向摩擦阻力；该管枕无尖锐突出的结构，能有效防止海洋渔业活动中的拖网载荷导致枕木结构侧翻的风险。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的海底管道铺设于管枕上的三维视图；
图2为本发明实施例1提供的海底管道铺设于管枕上的俯视图；
图3为本发明实施例1提供的海底管道铺设于管枕上的侧面视图；
图4为本发明实施例1提供的海底管道铺设于管枕上的剖视图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
实施例1提供一种深水海底管道用管枕，下面对其结构进行详细描述。
参考图1至图4，该深水海底管道用管枕，其上面用于铺设海底管道100，包括左防沉板11、中间防沉板12、右防沉板13和1根海底管道支撑梁2，
左防沉板11和右防沉板13分别设置于中间防沉板12的两侧，且左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的底面用于放置于海床上，
海底管道支撑梁2的底部与左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的上表面固定连接在一起，中间防沉板12上的海底管道支撑梁2的顶部用于承载海底管道100。
左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13通过海底管道支撑梁2连接形成一个整体，实现载荷的传递，一方面增大了管枕传递至海床的受力面积，另一方面减少整个管枕与海底管道100的接触面积。
为了使管枕受力均匀，左防沉板11与右防沉板13的大小和形状都相同，左防沉板11与右防沉板13以中间防沉板12的纵向中心线为对称轴对称设置在中间防沉板12的两侧，海底管道支撑梁2设置于左防沉板11与右防沉板13外侧边中心点的连线上。
管枕受力均匀不仅有利于放置于海床，还有利于整体吊装。
具体地，左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的形状为矩形，左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的四边焊接有矩形框架4。左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的矩形框架4中部间隔焊接有多个支墩5，一种优选方式，每块防沉板焊接有三个支墩5，分别设置于每块防沉板的中线的两边及中间，海底管道支撑梁2为圆管结构，海底管道支撑梁2焊接在左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的支墩5上。
优选地，矩形框架4由工字钢拼接而成。
为了方便吊装，左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13上均匀间隔设置有若干吊耳6。
优选地，吊耳6为钢筋混凝土结构。
为了避免左防沉板11、中间防沉板12、右防沉板13吊装入水过程引起飞溅，以及平衡放置海床后的上下压力，左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的板面上均匀间隔设置有若干滤水孔7。
为了减少海底管道的侧向摩擦力，海底管道支撑梁2上喷涂聚氨酯涂层20。
为了进一步提高管枕的抗侧向滑移的能力，提高管枕在海床上的稳定性，该深水海底管道用管枕还包括12块增稳板3，左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13的四周向上延伸形成裙板8，左防沉板11、中间防沉板12、右防沉板13内垂直海底管道支撑梁2设置有两个隔条，四周的裙板8以及内部的两个隔条和海底管道支撑梁2将在左防沉板11、中间防沉板12和右防沉板13内分别形成四个方格，左防沉板11、中间防沉板12、右防沉板13均配置有4块增稳板3分别放置于四个方格内。具体地，增稳板3为钢筋混凝土结构板。
管枕无尖锐突出的结构，能有效防止海洋渔业活动中的拖网载荷导致管枕侧翻的风险，管枕可通过在陆地上组装后，经工程船的吊机整体吊装下水。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种深水海底管道用管枕，其特征在于，包括左防沉板(11)、中间防沉板(12)、右防沉板(13)和1根海底管道支撑梁(2)，
所述左防沉板(11)和所述右防沉板(13)分别设置于中间防沉板(12)的两侧，且所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的底面用于放置于海床上，
所述海底管道支撑梁(2)的底部与所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的上表面固定连接在一起，所述海底管道支撑梁(2)的顶部用于承载海底管道。
2.如权利要求1所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，所述左防沉板(11)与所述右防沉板(13)的大小和形状都相同，所述左防沉板(11)与所述右防沉板(13)以所述中间防沉板(12)的纵向中心线为对称轴对称设置在中间防沉板(12)的两侧，所述海底管道支撑梁(2)设置于所述左防沉板(11)与所述右防沉板(13)外侧边中心点的连线上。
3.如权利要求1所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，
所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的形状为矩形，所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的四边焊接有矩形框架(4)，
所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的矩形框架(4)中部间隔焊接有多个支墩(5)，所述海底管道支撑梁(2)为圆管结构，所述海底管道支撑梁(2)焊接在左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的支墩(5)上。
4.如权利要求3所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，
所述矩形框架(4)由工字钢拼接而成。
5.如权利要求1所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，
所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)上均匀间隔设置有若干吊耳(6)。
6.如权利要求5所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，
所述吊耳(6)为钢筋混凝土结构。
7.如权利要求1所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的板面上均匀间隔设置有若干滤水孔(7)。
8.如权利要求1所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，
所述海底管道支撑梁(2)上喷涂聚氨酯涂层(20)。
9.如权利要求3所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，还包括12块增稳板(3)，
所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)的四周向上延伸形成裙板(8)，左防沉板(11)、中间防沉板(12)、右防沉板(13)内垂直海底管道支撑梁(2)设置有两个隔条，四周的裙板(8)以及内部的两个隔条和海底管道支撑梁(2)将在所述左防沉板(11)、所述中间防沉板(12)和所述右防沉板(13)内分别形成四个方格，左防沉板(11)、中间防沉板(12)、右防沉板(13)均配置有4块增稳板(3)分别放置于四个方格内。
10.如权利要求9所述的深水海底管道用管枕，其特征在于，
所述增稳板(3)为钢筋混凝土结构板。
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