浅析海上石油平台配管加工设计及应用

浅析海上石油平台配管加工设计及应用

姜艳梅

湛江南海西部石油合众近海建设有限公司524057

摘要：通过对海上石油使用配管材料的特点和要求的分析,对国内一些配管材料厂家进行调研和了解,同时管道的设计需要具备一定的专业知识，本文阐述了海上平台使用国产配管材料的现状以及可能性和存在的问题,初步推荐可使用的国产化配管材料。

关键词：海洋石油平台；配管加工；设计及应用

一、平台管道布置设计

平台管道布置设计过程中需要在符合国家标准规范的基础上，从保护作业人员的生命安全、防止环境的污染、保护相关设备等方面去考虑，同时设计人员需要具备一定的专业能力。

1.1设计条件和设计资料准备是在平台管道设计过程中需要具备一定的设计条件和设计资料，主要从以下几个方面考虑：

（1）各系统的管道仪表流程图，这主要是为了对工艺装置的结构和功能有充分的了解；

（2）管线图；

（3）有关设备的详细资料，比如设备的总图、连接图以及接口的相关要求；

（4）有关仪表的详细资料，比如安全阀、调节阀和流量计等；

（5）塔罐、常低压容器等散装设计的有关详细资料；

（6）平台的结构资料，比如说平台的结构图、平面图、节点详图、房间布置图等；

（7）电缆托架、仪表电缆托架的总体布置图；

（8）与电气设备、仪表相关的专业安装详图，比如按钮、开关箱和甲板的开孔等；

（9）有关旋转设备在使用过程中性能方面的详细资料，比如压缩机的工作温度、驱动方式、转速等；

（10）送风机、引风机、空调安装流程图

通过以上的设计条件以及设计资料准备，我们发现在具体的管道设计过程中，需要运用不同学科内容去完成，涉及的专业比较多，是一个综合性比较强的设计过程。

1.2管道布置（配管研究）

管道布置在前期的工作内容主要是进行管网的预布置、单体的预布置以及管道挠性的相关分析判断，也叫做配管研究。在配管研究过程中主要涉及到的工作包括以下几点：

（1）管网预布置：根据不同专业提供的不同资料进行综合分析，确定主管网的走向、标高。对于可能出现的变更,如工艺、总图或相关设备的变更问题在设计过程中就需要进行综合性的考虑，尽可能的避免在施工过程中做出设计变更；

（2）单体预布置，比如说控制阀组、清管器相关管道的布置、主要工艺泵进出口管线的布置等，这些阀组管道在布置过程中需要考虑的因素比较多，比如：自身因素、连接设备的操作空间以及工艺要求等，因此，对于这些单体预布置过程中出现的问题需要及时的联系相关专业进行处理；

（3）管道的挠性分析判断，在管网布置、单体预布置过程中，部分管道需要进行应力分析，同时也可以根据工作经验，对部分管道进行挠性的预分析判断，如果发现问题需要及时反馈和解决，从而保证使管道在设计前期得到一个比较合理的布置。

二、海上石油平台配管特点及要求

海洋石油工业具有高风险、高投资和高技术的特点决定了海洋石油总公司从成立之日起就坚决贯彻党中央和国务院的方针政策,坚持对外开放,实行与国际大石油公司和工程服务公司合作,遵循国际标准和惯例。目前海上平台部分设施还要从国外进口,为了在施工和实际操作中不出现接口间题以及严格要求产品质量的目的,我们选用的产品必须采用ANSI或API标准。海上设施安全操作条件要求高,产品必须安全可靠。海上设施不仅集生产和生活为一体,空间十分有限,节省空间和减少上部设施重量就是节约投资,而且油气钻探和生产储运作业具有易燃易爆的高危险性。

三、石油平台管道的设计

不同的设计阶段具有不同的设计内容在管道概念设计阶段,配管专业没有工作。在基本设计阶段,配管专业的工作主要是完成设计规格书,配管平面图（仅是简单的流程连接）,主要配管材料估算表（仅涉及阀门、管材、特殊配管材料）。在详细设计阶段,配管专业工作才全面铺开,工作量相当大,包括完成以下内容：

（1）设备接口位置的确定

（2）配管平面图、剖面图

（3）配管三维图

（4）支架平面布置图,

（5）支架详图

（6）材料汇总表

（7）管道清扫和气密试验大纲

（8）管道应力分析。

四、优化海上石油平台配管加工设计及应用的措施

以往海上油气田使用的配管材料大部分都是进口的,这除了考虑质量、操作性、重量和占空间大小等因素外,还考虑了国内厂家不能生产国际标准的产品。配管材料品种多、规格比较细,国外厂家几乎可以提供各种规格的产品,这也给采办提供了方便。

通过对海上平台使用配管材料的情况及国内厂家的调研情况来看,目前在海上油气田施工中配管材料实施国产化是完全可行的。国内厂家在市场经济的调节下积极进行改革、引进先进的技术和管理，使企业与国际接轨,他们不仅拥有先进的生产加工设备，有完备的检测手段和实验装置,更具备完善的售后服务体系,产品质量也逐渐达到了国际水平,对于闸阀、截止阀、25.0MaP(1500Lb)以下的球阀、2.0MPa(150Lb)的蝶阀及壁厚为0.25一50mm、直径为5一630mm的无缝钢管和各种标准件实施国产化是可行的。对于某种产品,特别是高压球阀及安全阀,目前国内厂家的生产能力还是有限的,尚不具备国产化的条件。由于在改革的浪潮中会出现优胜劣汰，适者生存的现象,建议有关部门对上述可以国产化的配管材料生产厂家定期进行跟踪调研以确保产品的质量。

4.1管道布置平台管道布置设计，因设计人员对配管设计的理解不同，管道的布置千差万别，但管道布置设计有其共同的规律。

4.1.1应符合有关的规范、标准和惯例。如果设计项目是涉外的，尚应执行有关的国外规范和标准，这些规范标准通常由委托方提出。

4.1.2应符合工艺要求。如P&ID图表示了管道连接流向，物流的引出或汇入点及其特殊要求，要求分支或汇入的对称布置，管径的放大或缩小，液封的高度，要求无液袋和/或无气袋，指定的阀门、法兰、仪表元件、取样点、腐蚀检测点等的位置，管道材料选用级别（管道分级）的分界点，管道隔热伴热范围等等。

4.1.3统筹规划。管道布置应统筹规划以做到安全、经济及便于施工、操作和维修。应优先考虑特殊管道如合金管道、FRP、大直径管道、高压大直径径管道、特殊介质（浆状、高粘度等）管道的布置。某些管道的布置与其他专业关系密切，应在设计早期与有关专业协商确定方案。如设备专业、电仪专业等。

4.1.4管道布置应整齐有序，横平竖直，成组成排，便于支撑。横平竖直并不排除局部采用斜线连接，尤其是立式容器和管壳式冷换设备的配管。

4.1.5整个平台的管道，纵向与横向的标高应错开，一般情况下，改变方向同时改变标高，但特殊情况或条件允许时也可平拐。

4.1.6．除了必要的法兰或螺纹连接外，尽可能采用焊接连接。焊接连接是保证管道避免渗漏的最佳连接。必须采用法兰或螺纹连接的场合包括

设备、机泵的管嘴、接口端为法兰或螺纹的阀门、管件、小型设备（过滤器、阻火器、视镜等）和仪表元件，镀锌等，必须经常拆卸清理检修的管道，衬里管道，管道材料变更点以及需设置盲板的部位等。当同一地点设置两个或两个以上法兰组件时，宜直接连接以省去中间短管和法兰，但对管径大的梯形槽面、凸凹面和榫槽面法兰则应具体研究。

结束语：

通过以上的论述，我们了解到海洋石油平台管道布置设计过程中，需要考虑的因素比较多，这些因素或多或少都会对平台管道的设计产生一定的影响，在具体的设计过程中需要综合考虑，这样设计出来的平台管道才是满足要求的。

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