番禺35-1/2水下生产设施项目是中国首次全面采用水下生产系统的项目,在水下生产设施管线终端和在线管汇建造完成之后,要进行流体管线的水压试验及水下阀门单侧压差试验,试验时需将水下生产设施流体管端部封堵。由于试验压力比较高(46.5 MPa),且管线为全焊接无法兰连接,故需设计专用非标高压试压管帽。而流体管线设计标准采用的是ASME 31.8—2010《Gas Transmission and Distribution Piping System》,非标设计采用标准一般为ASMEⅧ第二册—2011《压力容器建造另一规则》或JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》,因此需要对试压管帽的设计和分析方法进行研究,保证设计的合理性。基于JB 4732—1995,对端部外径为273mm的试压管帽进行了设计、有限元分析和计算验证,得到了合理的计算和有限元分析方法,设计制造的试压管帽成功应用于项目测试中。
悬挂管领是海底管道终端设备舷侧下放安装过程中最重要的固定设备。为了保证其强度能满足各工况需求,以南海某深水项目用J-collar为例,基于ASME BPVC VIII div.2弹塑性分析,使用荷载和阻力系数设计(LRFD)方法,对其强度分析过程进行了研究,并对其制造过程中的质量控制要点进行了分析。通过工程项目的成功实施,验证了可行性,为类似项目提供参考。
水下脐带缆终端设备是水下生产系统的“神经元末梢”,是最为关键的水下生产设备之一,对其设计制造和测试技术研究具有重要意义。水下脐带缆终端设备常设计成圆柱形或矩形盒装,以陵水某项目脐带缆终端设备为研究对象,重点介绍了其设计制造要点和关键测试项目。结构的设计除计算构件强度外,还要考虑焊接检验空间,组件的装配以及测试需求。UTA的测试多达20余项,其中载荷测试、压力测试还有界面测试是重点测试项目。载荷测试应在结构框架无损检测后,喷涂油漆前进行。压力测试时为减小环境温度对测试结果的影响,根据项目经验,将保压时间延长,然后取其中温度较为平稳的一段时间进行分析。液压控制功能管路清洁度应按照SAE AS 40596B-F级或更高标准进行,化学功能管线的最低清洁度等级应为8B-F级。这些经验和成果可以为脐带缆终端设计制造和测试提供借鉴。
