SY∕T 0305-2021 滩海管道系统技术规范(石油天然气).pdf
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1、ICS 75.180.10 CCS E 94 s 中华人民共和国石油天然气行业标准SY IT 0305-2021 代替SY!r030多-2012滩海管道系统技术规范Teclmical specification of Ilipeline system for beach-shallow se现2021-11-16发布2022 -02 -16实施国.能源局发布syrr 0305-2021 目次前言而范围1 z规范性引用文件1 3 术语和定义2 4安全等级划分3 4.1 通则3 4.2 流体分类哇!i3 4.3 位置分类3 4.4安全等级仁:J4 4.5 可靠性分析4 5 路由规划.tIf:.靶5
2、 5.1 通页。11 5 5.2 黯由选择jl 1 5 5.3 黯由勘察 . 6 6环槐与荷载.II. 7 6.1 通页。U 7 6.2 功能荷截. . . 7 6.3 环绩荷载. . 9 6.4 建造荷戴. . 12 6.5 干涉荷载12 6.6 偶然荷载13 6.7 设计荷载效应13 7 极限状态准则16 7.1 通则16 口压力试验原理且准则16 7.3 设计方式16 7.4极限状态20 7.5 特殊考虑29 8 管道系统设计原则32 8.1 在位状态下的管道系统32 8.2 保温管道32 8.3安装状态下的管道系统33 svrr 0305-2021 8.4管道的安全设置9管线管9.1
3、通员l9.2 材料9.3 碳锺钢管线管9.4 尺寸、重量和长度9.5 补克要求9.6 其他金属材料10管道部件、设备和结构零部件10.1通则10.2通用材料10.3 材料特性II 管道防腐和配ltlll11.1 管道防腐11.2配重居口管段陆上建造组装l2.1 通则l2.2 防腐涂层要求l2.3 阪极安装要求l2.4进场管线管栓检l2.5 1聋造!l装HHMMM崎唱响唱唱mn刷刷咽mmmmmmUAUAUA13 管道浓海安装.H队在.,.,.1日13.1 通则-.!r.1田F工.5413.2 管道路由控制、画届-,.也:P13.3 雄海管道敷设55 13.4 管道安全系;克的安装、调试57 13
4、.5 挖沟埋管58 14 最终检查和完工试验58 14.1 缎终检查58 14.2究工试验 14.3交工技术文件曲附录A(资料性)波浪冲击附录B(资料性)膨胀分析参考文献日制面II syrr 0305-2021 前言兰同本文件按照GBIfl.l-2020 istanl皿阳)IS0 21809-5石汹和天然气工业管道输送系统中使用的理地或水下管道的外部涂层第5部分z外部混损土涂层(Pctrolewnand田tura.lgas iudustries-Extcmal coatings for队uic:d01队也皿嘻dpipc:lin臼usc:din pipc:linc: trauspo血,可Stc:
5、ms-Part5 , Extcmal c咀配比coatings)DNV口呼30.6海洋结构物的结构可靠度分析(Structura.lrdi必ilityanaiysis of marinc: sln四皿四)DNV GL-OS-CIOI海上钢结构的设计息则(皿四方法)Dc:sign of offshorc:由ds皿ctu=,G四时(皿FDmdl时)J DNV GL-RP-FI0l 腐蚀管道(Corrodc:dpipdinc:s) DNV GL凹F1l1拖同渔具和管道之间的干扰(Inlc:rfc:rc:ncc:bc:tw回国wlgc:ar and pipc:linc:s) DNV GL-RP-F2剧
6、立管鑫劳阳回fatiguc:)DNV GL-RP-J202 二氧化碳管道的设计及操作(Dc:signand吨黯-alionofC岛pipc:linc:s) 3 术语和忘义下列术语和定义适用于本文件.3,1 滩海lMach-shaUowS4.a 潮上带潮间带和极浅海的息称.3, 滩海曾谨pipel.i.lle ror 潮间带和极戏海与岸连接的管道(立管除外) .3,3 3.4 3, 3,6 3, 2 注法海谨系统PP恤lesystem 位于难海用来输送石油、注包括珠海管遭及其立管支穆钩件若没有特别说明,制管道系统的界.11&71回橱恤验唰管道侧), 段高潮位以上侄子平臼等海上改施的第一个网法兰绝
7、缘锺头簿,海底改施上划第一个网法兰绝缘彼头等4不包括管汇海管终精等), 一一缸子登陆点的第个阙法兰绝缘彼头偏上法规和规范有更严格规除外) .主.riser 连接雄海管道与平台或其他水上没施的管段.注通衔立管疫部的膨胀弯亦属立管的一部分.膨胀弯P.alld tXpansioll loop 能够吸收雄海管道膨胀或收缩的管段.双层瞥Plpt m plpe 能够保持输送介质温度且结构为两层铜管的管道.注内层为输送管外足为保护套管内外管之阔的环隙2配置保温衍料.设计压力d田gllpI1SSure syrr 0305-2021 相对于参考高度的正常运行期间缎大内压.3.8 偶然压力incid创刊alpre
8、ssure 任何偶然垂行的工a下,管道或管道段可能承受的相对于参考高度的绿大内压.忍,试验压力t恒,p陀=re对管线管、管道部件、管道系统进行工厂试验或者系统性试验所采用的压力.3.10 销固件bulkhead与双层管内外管管壁同时焊接,对其相对位移进行刚性的束的构件.注舰为锻件.铺函件也具有使内外管之闸的环形空网分段密纣,提高保温用可雄性的作用.4安全等级划分4.1通则本文件滩海管道系统结构改计采失效后果对应的安全等级确定.(阻四) .荷载和机力因子根据不同4.2 流体分类4.2.1 管道系统输送的液体应很据其典型的非可黯本基流体常温常压下易憾的和(或常温常压下非易憾的无毒无霉的单相的天然气
9、易憾的和或)有毒流停在指温稽压下是气体以气体和或)被体输送如氢气天然气(不包括D类的乙燎乙烯被化石油气第1丙烧了统)天然气被析液氮和氯类剔A-B-c-D E 4.2.2 当二氧化碳管道的作业者有输送二氧化碳e;:类似组分的管道长期的作业经检并且按以往类似作业经验进行操作运行时可按危险性类别C进行设计否则宜按类别E进行设计.输送二氧化碳的管道没计应遵守DNVGL-RP-J202. 4.3 位置分类管道的位置分类定义且表2.表2位置分类位置定义1 陆管道元人英经常活动的区蜻(包括预期2 平台、壶陆点附近区酷的立管(在管理)聘者经常有人费活动的区蜻,区的范阻宜根据适当的风险分析确定如果程有进行风险分
10、析,上述区蜡周回事平距离5皿范围内应按2区进行设计3 svrr 0305-2021 4.4萦金等级4.4.1 管道应根据潜在的破坏后果按照不同安全等级进行设计.安全等级根据管道所处的阶段和位置确定,安全等级定义且表3.表3去全等级分类安全靠搜定义低蔽坏后对人费伤害风险不显著,对经济和环境影响后果小中蔽坏后对人费伤害风险证,对环撞1亏.!响小或有大的量济和政拍影响高蔽坏后对人费有伤害风险,对环撞I亏显著班有非常大的经济和政怕影响非常高在提作工况下失嫂,对人费伤害风险非常高4.4.2 安全等级宜按表4确定.根据管道破坏的条件和严重性,安全等级也可按其他等级进行分类.当管道的破坏后果可能比一假情且更
11、加矗革时,应撒据总体安全性情耍,选择高一级的安全等级.阶段峰时. 低主主一一一一lIf.直到预测试峭的施工阶段(临时阶段.对于调试后的临时阶段的安全等缀,E正稍后操作工况下的立管应选鼻商安全-4人口密度达到度看大子人往d的级,其设计遵守syrr137-2018 4.5可靠性分析低 流体类别BD和E位置分类2 低高4定.可采用高于低安全等级的级剔.级应采用非常高等级班费更特殊的安全等4.5.1 下述条件下,可使用公认的结构可忽性分析方法(SRA)代替皿FD法一一分析方法遵守DNVCN30.6. 该方法已证明能够给本文件指明的类似惰,咒提供足够的安全性.4.5.2名义目标失效概率水平,即年周期内发
12、生次失效的概率应根据表5中的失效类别和安全等级确).表5每条道的名义董事目标失效慨率与去全等级提醒状态分类极限杖牵安全等组低中高非常高W; 所有12 1矿1 ,-. m 承压a -10- 10- -1 l. _ 10- 1旷,-10- AU; 4 syrr 0305-2021 表5I续)提限状态分类橙限状态安全等组低中商非常高m ru; 所有其他3矿w- 1矿, . AU; 注植限状态分费见1.4.11.最压(暨厚设计)的失敢概率艘要低于囊中结出的且悻uu;准I至两个量辑.运行期最后一年在桂查之前所采用的桂查原理可有J幢控嗣失鼓悔罪.E如果后果是局部且由局部因素引起,如船舶航班,名义目标失敢辄
13、率也可按每,=考虑硅少一个量级如每千来每条管遭由lO.jlJ10-). 筒囱规划5.1通则难海管道系统(以下简称管道系z系统所处以下条件综合比选后确定.对自然环境条件主要指风、波大气温度)海生物雄海水海床配积且其活动等.b)海洋开盎活动,主要有黯囱国布军事特别区海洋自然保叶区雄性规划,主要拥所处位因总体开宜与油(气)回内部5.2 简囱选择向应根据工程建设目的,并至少结合该、海液、潮沙、冰情、地震与海啸、环境温度(海床、海水、及土模特性(含腐蚀位导电率)发交通运输、各种管道和电缆的分区lIi分布等.同规划、工程设施规划和难海汹(气)5.2.1 珠海管道(以下简称管道)线路位置宜选择在地w平坦且稳
14、定的区域力求平直对己选定的线路位置应设置适当标记.并按5.3的规定进行路由勘察.5.2.2管道路囱应结合船航运输、渔业活动、海产势殖海上建筑物、不稳定海床不稳定流地震活动障碍物、废物废军衔品等堆放区矿业活动、考市场地军事祭区环保活动管道登陆点状况、现有管道、电缆或其他设施等对管道系统的影响确定.黯由选择应避开筋自抛锚区、现有水下物体(如配船桩差、岩石等)、活动断层浅层气软弱土层滑动区和玩和层的严重冲站台区.当不可避免时应采取防护措施,并应选择合适穿越位置.缩短通过距离.5.2.3新设计管道距愿有管道且其他海洋结构物或海上设施与装置的距离应符合下列规定.)管道与海底障再物、危险物的距离应根据障碍
15、物的影响范围、对管道建设和后期维护作业的影响、采取的防护措施等因素确定开嗣海拨一很不宜小子5m.距原有管道或电缆水平距离应根据铺政期作业、后期维护作业等情求及区域海被使用要求等情况确定, 一恨不宜小子30m. b)管道路囱穿越铺地附近时管道轴线距离惜地缘近边缘iI!离不宜小子5肺n.当不能满足上述要求时,应与相关管理部门协商确定并按8.1.8要求进行管道防护.5 svrr 0305-2021 ,)管道路囱与桥蝶、隧道并行时,其轴线距离桥震、隧道最近边缘距鹤不宜小于1肺n,采用定向钻施工方式时.iI!离桥果敏自冲刷坑外边缘不宜小于H且,且不应影响桥缴台安全,距离水下睦道的净距不宜小子30m.当不
16、能满足上述要求时,应与相关管理部对1协商确定.d)处于难海汹(气)回内部的管道与原有管遁及其他海工结构物或雄海石油设施之间的水平距寓,应保证管道在铺设、安装时不危及原有海工结构物或滩海石汹设施的安全,也不妨碍预定位置钻井、修并作业的正常进行,并有足够的安全iI!离.,)处于电流干扰区的管道路由布置应符合GB/T21447的有关要求.5.2.4新设计管道不宜与原有管道交叉.不可避免时交卫部位的垂直净距应大子0.3皿.5.2.5与原有管道交叉时,管道知情埋设埋设深度应满足没计要求.如不能下埋时可在其上进行覆盖防护,但管道上覆盖防护不应影响航行,且不应对原有管道产生不利影响.5.2.6 同沟(精)敷
17、设的管道之间应国有足够的空间,以便管道敷吕定及后期维修.伍3筒囱勘察5.3.1 勘察内窑日1.1管道路由选定后,应进行详细且浅层地质剖面、海床土嚷特性海屉障5.3.1.2 黝囱沿线水文及气象调查至少应环堤腐蚀性及长距离管道沿线的气温、5.3.2 沿线地形勘测5.3.2.1 沿线地形勘测方法和要求应符命rr5.3.2.2路囱勘测走廊带在轴线两侧吨置El并考虑管道轴线有可能调整的余地. 2隅,对于平台或其他湾海设施附量碍,1IJi域,宜采用15阅-1 2田水深地章.U I 5.3.2.3 查明黯囱沿线海底障碍物可与洒自偏氯蝇不稳定边坡、潮洲及河流入海口、冲刷电缆、潜在危险物等的调查. 正常施工和在
18、位状态下安全的需要宜取250m精度宜采用5(嗣地形显著变化区等一些情详细勘测区行.应特别注意岩石出露、大漂石、其变化.以及沉船海底装置海屉5.3.2.4 管道路囱地质勘测深度自超过管道在安装、开挖与埋设或运行期间可能达到的最大深度 5.3.3 地质勘察5.3.3.1 黝囱沿线海床的土嚷特性资料,可以通过物理勘探岩心钻探现场原位测试和钻孔取样室内武验等方法取得,还可从地质调查海底地形测医、潜水触摸、生物调查和咄学分析等方法取得必要的补充资料和数据.土嚷资料的现场和室内试毡技术应符合GBIf17502的有关规定.5.3.3.2应对开挖和(或)埋设作业的难易程度仨嚷滑榻或液化的可能性冲刷或淤权的可能
19、性等具体问题作出评价,应对海床沉积物作专门调查.5.3.3.3 当有证据表明重复出现的地质活动或重要历史事件可能影响管道时,宜进行额外的地质灾害研究,可能包括精加物探勘察e混火山或凹坑活动自我层气可能引起的地质灾害自6 地震灾害地震断层位移,土壤边被失效的可能性a风暴作用下海床土液化,混流将征e泥流对管道的影响.6 坏楼与荷载6.1通则syrr 0305-2021 6.1.1 应包括可能影响管道的所有荷载和强制位移.应采用所有可能同时作用的相关荷载组合分析每个截面或系统的每个可能失效模式.6.1.2荷载工血应包含不同阶段和条件的最不利荷载工血.设计中典型工血应包括一一岳输一一安装自一一铺设后e
20、克水a系统压力试验a一一运行a关断-6.1.3 作用于管道上的荷载可分为2玉和在位状态上环槐荷载、干涉荷载且偶然荷载等.6.1.4 与海水季节性变化和管道沿线含盐量、含氧量、pH值、电阻率、海6.1.5 应编制管道在储存、安装和E露在海水利潮湿空气中的持续时间确1.6 应详细说明输送介质的物理性1.7 应详细证明温度和压力的极限,含量温度(气温、水温、海底土嚷温度上系统腐蚀控制和保护系统的影响.部状态说明.应很据管道及其附件暴措施.线的温度压力且其变化.的允许浓度,尤其应注意下列成分及其.)硫化氧和其他硫化物ab)二氧化碳,)氧ad)水e,)氯化物。2 功能荷毒案6.2.1概述6.2.1.1
21、功能荷载是指自管道系统存在和预期使用所引起的荷载-6.2.1.2 确定功能荷载时,至少应分析由以下因素所产生的效应重力a囱安装船航产生的且作用(例如张紧器托管架I.主搬滚轮等), 外部水压力e7 svrr 0305-2021 一-援阶段的态水动力荷载e下弯瞿囱土壤产生的反作用自内部压力a一一升质温度,事植力e法兰卡子等吉事件的反作用自主律结钩的永久变形e覆盖(例如土壤、石块垫子涵洞等), 海床的反作用(例如摩损害、扭转等), 囱于地面下沉所导致的经向和横向永久变J, 囱于冻胀导裂的永久变J!j,囱于援结导敖输向摩撼的改变e囱于冰干涉可能引起的荷载例如在埋设管道靠近固定点(在线阎/三通、固定设备
22、等附近周围生成的冰兜、浮冰等e囱清管工作所引起的荷载.6.2.1.3时应包柑道的晴、阳、.脚,再生物和全部管道上的附件.6.2.1.4在正常操作期间,功能荷载应包括击军虫i!I揭的,.幸和院时压力效应(例如同门关闭时引起的) 6.2.1.5对以下工血,应确定由于内部矗悻和量帽拆槐引起的温度和对应的咀E分布运有期间缎大利最小设计温度血,年重现值), 运有期间的代表性温度e一-装时、铺设后、克水利系毕6.2.1.6 校核疲劳强度时应评伯温度波6.2.1.7 膨胀分析时应包括考虑温度分6.2.1.8 应包括在安装朔产生的永久性管支撑且其他永久性捕属构件产生的预6.2.2 压力荷载 力的影响.囱法兰银
23、桂、连接器、主6.2.2.1 局部压力是基于参考高程处的内部压力,随离程差产生的流体校重量变化而变化.局部压力接公式(1 )至公式(3)计算8 /J!;.=p-+p,_. g . (h,.-q) p.=p,+p, . g(凡,4)p-=p. .Y. 式中h一一局部偶然压力,单位为帕(Pa), p,. 在参考高程处的偶然参考压力,单位为帕(Pa), 民一一宅担重的输送介质的密度,单位为千克每立方米(kg/rn), g一一重力加速度g=9.8N.也g单位为牛顿每千克(N他g), 儿一一参考点的高程(向上为正)单位为米(m), h 局部压力点的高程(向上为正)单位为米(m), ( 1 ) (2) (
24、3) syrr 0305-2021 h 局部系统试验E力,单位为帕(Pa), F有参考高程处的系统试验参考压力,单位为帕(Pa), 管道相关的试验介盾密度,单位为千克每立方米(kglm), p, 压力参考离程的设计压力单位为帕(Pa), y . 一一骨然压力与设计压力比率.6.2.2.2 当外压有利于提高管道承载能力时采用的外压应不大于相应位置处考虑风暴薇7);条件下天文低潮位时的水压.6.2.2.3 当外压使管道承载能力降低时,采用的外压应不低于相应位置处考虑风暴增水条件下高潮位时的水压.6. 坏撞荷载6.3.1概述6.3.1.1 6.3.1.2 风、波浪、海流、潮沙、规定.6.3.1.3
25、立管上造成的荷戴变化及其影响.6.3.2风荷载6.3.2.1 很提取得的风力敛据6.3.2.2 持续风速,6.3.2.3 除确定最大静力(或准静力)能性.6.3.3 波浪荷载地震等自然环槐条件的选取应符合Sylf4084的有关包括海生物附生在管道和也可直援使用由试检取得的敛据资料.宜采用l6.3.3.1 作用在管道上的波浪荷载可根I臣ffill尺寸等数据采用公认方法和合适的波浪理论计算确定,也可采用模型试验确定.6.3.3.2对于圆形立管,垂直于管输方向单位长度上的波浪力f可接英里森(Morison)方程计算1公式(4)f=iG叫中frh式中严一一垂直子管输方向单位长度的波浪力单位为牛顿每米(
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