水下油氣泄漏源封堵隔離技術(shù)研究.pdf

1、隨著海洋勘采技術(shù)的不斷發(fā)展，海洋工程裝備制造技術(shù)與施工方法也在不斷改進(jìn)。但由于深海作業(yè)時諸多不確定因素的存在以及管道的增多和管線使用年限的增長，使得海底管線的損傷與油氣泄漏事件難以避免并時有發(fā)生。管線一旦出現(xiàn)損傷和泄漏，不僅會造成油氣集輸與生產(chǎn)的中斷，給企業(yè)和國家?guī)斫?jīng)濟(jì)損失，還可能造成海洋環(huán)境污染和生態(tài)破壞。由于海底油氣管道泄漏對海洋環(huán)境和海洋生態(tài)的破壞極其嚴(yán)重，而深海堵漏作業(yè)又困難重重，就需要專門的封堵設(shè)備實(shí)現(xiàn)對海底油氣管道漏點(diǎn)的快

2、速封堵隔離。目前我國在深海油氣漏點(diǎn)快速隔離轉(zhuǎn)接技術(shù)上尚屬空白狀態(tài)。2010年4月的美國墨西哥灣原油泄漏事件提醒，研究快速封堵技術(shù)和開發(fā)應(yīng)急封堵裝置意義重大。
　　本課題研究目的就是研制具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用于深海油氣管線漏點(diǎn)修復(fù)的快速封堵裝置，用以開發(fā)在線封堵的工程樣機(jī)，以備海底油氣開采突發(fā)事件的應(yīng)急使用，從而減少我國海上勘采施工的風(fēng)險。論文綜述了常規(guī)海底油氣漏點(diǎn)維修系統(tǒng)的發(fā)展概況，以及海底管道漏點(diǎn)應(yīng)急封堵隔離方案，并在此基礎(chǔ)

3、上借鑒2010年4月的美國墨西哥灣原油泄漏事件的堵漏措施，采用內(nèi)脹式封堵技術(shù)，提出了封堵裝置的總體設(shè)計方案。敘述了內(nèi)脹式封堵原理、裝置總體結(jié)構(gòu)和整體安裝施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用pro/E軟件，完成了總體方案設(shè)計。
　　論文參照國內(nèi)外管內(nèi)錨定方面的相關(guān)成果，對封堵機(jī)械結(jié)構(gòu)的鎖緊機(jī)構(gòu)工作情況進(jìn)行了分析計算。為了驗證楔塊徑向脹緊實(shí)現(xiàn)封堵機(jī)械結(jié)構(gòu)在管內(nèi)錨定的可行性，通過建立力學(xué)方程，研究了螺紋牙形與嵌入管壁深度的關(guān)系，并對鎖緊滑塊受徑向及軸向載

4、荷時螺紋牙的強(qiáng)度進(jìn)行了校核。運(yùn)用彈塑性力學(xué)針對接觸問題的研究方法，針對鎖緊滑塊螺紋牙與管道內(nèi)壁接觸行為建立力學(xué)方程，研究了螺紋牙個數(shù)及齒形與錨定能力的關(guān)系。通過仿真驗證了通過螺紋牙齒頂部分嵌入管道內(nèi)壁滿足軸向定位的工作要求。
　　為了解決封堵裝置在管內(nèi)錨定后與管壁之間的密封問題，論文對密封圈受軸向壓縮產(chǎn)生徑向變形的行為進(jìn)行研究，通過建立力學(xué)方程，研究了密封圈形狀參數(shù)與密封壓力的關(guān)系。通過仿真驗證了封堵裝置在管內(nèi)鎖定后壓縮密封圈實(shí)現(xiàn)