SYT 7063-2016 海底管道风险评估推荐作法.pdf

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SYT 7063-2016 海底管道风险评估推荐作法.pdf简介:

SYT 7063-2016《海洋石油工程海底管道风险评估推荐作法》是中国石化行业的一项标准,主要针对海洋石油工程中的海底管道进行风险评估。该标准的目的是为了确保海底管道的运行安全,预防和减少可能发生的事故,提高管道管理的科学性和有效性。

该标准推荐的作法主要包括以下几个步骤:

1. 风险识别:首先,对海底管道可能面临的风险进行识别,包括自然灾害(如地震、风暴潮)、腐蚀、第三方破坏、管道泄漏、海洋生物附着等。

2. 风险评估:对识别出的风险,进行定量或定性的评估,包括风险的可能性和后果的评估。可能使用的方法包括故障树分析、概率影响矩阵、风险评分法等。

3. 风险排序:根据风险评估的结果,对风险进行排序,确定优先应对的风险。

4. 风险控制:针对高风险,制定相应的风险控制措施,如改进管道设计、增加监测频率、加强维护、设置应急响应计划等。

5. 风险监控:持续监控风险的变化,定期更新风险评估结果,确保风险控制措施的有效性。

6. 风险交流:将风险评估和控制的结果与相关方进行沟通,提高风险防范的共识和效率。

总的来说,SYT 7063-2016推荐的作法是一个系统和全面的风险管理过程,旨在确保海底管道在复杂海洋环境下能够安全、稳定地运行。

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P(r≤r)=p(r)dz

在一定半径的圆环内的概率可以被分为多个圆环来计算,如图9所示。以落物点为圆心的两个 圆,内圆半径为r;,外圆半径为r。,则圆环内的击中概率为:

每个圆环的宽度可取为10m。在每一个圆环内的击中概率可依据不同偏移角度和水深来计算。 注:立管的击中概率计算,尤其是立管垂直段,宜进行特殊考虑。立管的任何垂直段都将使击中概率计算复杂 化。计算立管击中概率的一种方法如下: a)将立管分为儿段(如垂直段和水平段)。 b)计算每一段的击中概率,总击中概率可视为每一段击中概率的和。 在圆环内,击中管道或脐带缆的概率Pri.sl,可以考虑为海管或脐带缆在环内的暴露面积除以整 圆环面积,然后乘以环内击中概率,见公式(12)。

GB 25684.11-2010 土方机械 安全 第11部分:土方回填压实机的要求图9以落物点为圆心内圆半径为r外圆半径为r.的圆环内击中概率

B—落物宽度,m,如图10所示; 一圆环面积,m,如图9所示

B—落物宽度,m,如图10所示; A. 一圆环面积,m,如图9所示。

图10碰撞面积的定义

对于集装箱和其他大型物体,宽度B可以定义为两个最短边的平均值;对于管状物体,当正面 谨撞时B考虑为其外径,当从侧面碰撞时B考虑为其长度, 注:考虑到管状物体碰撞时的倾斜角,碰撞面积会增大。但另一方面包括了水平方向管状物的碰撞,则在第4章 中由于起始只考虑刀型荷载,因此给出的防撞能力评估可能是保守的。 初始阶段,每一个吊机可以选择一个落物点。落物点通常位于供给船和平台卸货区之间。另外 种方法是根据吊机的具体活动选择几个落点。 堆放在一起的管子一同起吊时宜考虑为一吊,但击中概率宜乘以管子数量

考虑到物体在深水中的漂移,长形/扁平形状的物体其扩散会随水深增加,直至约180m水深。 超过180m水深后,扩散不会有明显的增加,可保守的设为常量(Katteland和Oygarden,1995)。 同时,对于深水,物体在海床上的扩散不一定符合正态分布,见Katteland和Oygarden的相关文献 (1995)。

海流效应在深水中比浅水中更明显。物体到达海底的时间会随水深增加而增加。这意味着任何 流均会增大物体偏移距离(在单一方向)。在1000m水深,当平均流速为0.25m/s时,偏移距离增加 10m~25m;当平均流速为1m/s时,偏移距离增加到200m(Katteland和()ygarden,199)5)。 如果主流向可以确定,分析可以考虑海流效应。这可以适用于短期内的钻井操作,例如钻井、完 井和修井等操作。对于固定平台的落物评估,由于流向的季节变化,很难将海流效应考虑在内。同时 对于较大的水深情况,流向也可能随水深发生变化。如果可行,这点也宜考虑在内。 当建立远离吊装作业的“安全距离”时,宜考虑海流效应。而且,物体漂移距离在确定时宜持保 守原则,包括考虑物体入水前的偏移,抛锚船舶等航行的不确定性

落物的动能与其质量和速度有关,而且落人水中的速度与物体的形状和水中质量相关。 最终速度是落物受到重力、浮力和流的阻力平衡时的速度。落物通常下降大约50m~100m达 终速度。当落物达到平衡时,以勾速(即最终速度)下降。该速度可以使用以下公式表达:

结合公式(13),动能可按下式计算

除最终能量外,有效冲击能量E:还应包括附连水质量对应的动能E^。大型物体的附连水质量非 常明显,例如集装箱。有效冲击能量按下式计算

E=Er+EA=(m+m)· U+

其中m.为附连水质量,m。=pwater·C.·V。 除非有说明密闭措施在初始与水面冲击后仍能保持足够有效,并且会在海中继续保持密闭,管状

其中m.为附连水质量,m.=Pwater·C·V 除非有说明密闭措施在初始与水面冲击后

SY/T 70632016

物体应假设为充满水。 管状物体在水中发生振荡时其速度会持续改变。观察发现50%的下落时间内,物体速度接近为 琴(Katteland和(Oygarden,1995)

5.3.2拖力系数和附连水质量系数

拖曳力系数C,和附连水质量系数C.与物体的几何形状有关。拖电力系数影响物体的最终速 付连水质量系数只在物体碰撞并停止运动时起作用,典型值见表11。

表11拖电力系数和附连水质量系数

对于细长物体,在流方向上的投影面积假定为物体倾斜一定角度时的投影面积。这意味着管子的 段影面积为: Apip=I·D·sinr°(其中r°E[0,90]°,为与垂直方向的夹角)。 如图7所示,管子落水后会不断改变方向,所以投影面积也会改变。宜采用均匀分布的倾角,或 者对于1,2,3类物体可考虑使用45°作为投射角。对于其他物体,假设其沉入时投影面积为物体表 面的最小面积

5.3.4能量与条件概率

块少精确信息的:表12 本能量划分成能量带并保守给出 每个能量带发生的条件概率。该分类适用 且冲击能量符合正态分布。对于需要 具备抵抗高冲击能量的管道

5.3. 5 击中频率和能量

根据起吊次数、单吊坠落频率和击中海底管道或脐带缆暴露段的概率,可以确定落物击中频 客物点为圆心的圆环内,落物击中频率按以下公式计算,

表12条件概率下的冲击能量(参见备注)

分布基于以下假设:只包括(开口)管子:0.51,1.01,1.5t物体各占1/3;水面人水角假设从0°~90°等量 度分布;最终速度假设随人水角线性变化,0°人水角时最小,90°入水角时最大;管子长度约12m。 分布基于以下假设:只包括管子,物体重量从21~8t等量分布;水面入水角假设从0°~90°等量分布;最终 速度假设随入水角线性变化,0°入水角时最小,90°入水角时最大;管子长度约12m。 分布基于以下假设:考虑落物: 1.51物体各占1/3;集装箱、吊笼(大体积,低密度)(占30% 数量),速度约5m/ (占70%数量),速度约10m/s 分布基于以下假设 等量分布 考虑落物为:集装箱、吊笼(大体积,低密度)(占7)% 高密度 占3%数量), 速度约10m/s 分布基于以下 市宠 (体积大,高密度)(占70%数量),速度 约5m/s;设备 中等体积、 大质量、 高密度) (占30%数量),速度约10)m/s。 分布基于以下假设:物体为重8t以上的设备 (如大质量,高密度),速度约5m/s10m/s。 包括附连水质量 大多数井架落物的水面入水角接近90°

立管可能遭受来自于船舶的潜在干涉,宜确定船舶与立管发生碰撞的情况,从而决定: a) 是否将立管安置于导管架腿的内侧或外侧。 b)是否需要采用型管或箱体进行保护。 c)立管与装载作业的相对位置。 船舶碰撞致使立管发生的损伤并不削弱平台的完整性,但宜评估立管的损伤后果,以确保立管具 有足够的保护。 不同的方法被应用于计算各种不同类型船舶的碰撞频率。并不是船舶的类型,而是船舶围绕设施 区航行的航线影响计算方法的选择。 船舶碰撞损伤立管的频率与相关动能应基于船舶交通数据、船舶类型及几何估算进行评估。 船舶碰撞立管的频率Fl ki可以由下式表达:

Fol kiser =N. P,· P, · P, · Pr

5.4.2各种碰撞概率的计算

列于公式(18)中的各种不同概率必须按照5.4.1节中的a)~e)情况进行计算。这些计算的 基本原理将在后续的章节中进行介绍。由于立管仅为平台的一小部分,因此船舶碰撞立管的概率要小 于碰撞平台的概率。Prixr的计算应基于对已安装立管的几何估算。 注:几何估算包括立管位置、尺寸和布置。例如,柔性立管相对于金属悬链线立管达到海床的路径通常坡度较 陡。这意味金属悬链线立管暴露在船舶冲击(从特定方向)下的区域要更大。另外,也宜考虑掩护效应及其 他效应,如船舶可能碰撞其他设施或两个设施之间的栈桥,这样击中能量会减小,碰撞航线也会改变。 如果立管被碰撞,那么结果可能是发生泄漏或是完全的断裂,但是立管的损伤程度取决于其保护 形式,如果有的话。 在接下章节里介绍的方法是基于一个立管碰撞的例子,此处立管从平台下向东延伸,如图11所 示。该计算仅针对这个特殊的形态有效,只有进行认真的评估后才宜将其改编应用于其他研究或 形态。 与立管发生碰撞的整体频率可以通过将后面章节所述的不同情况下的频率进行叠加获得

5.4.2.1过往船舶的碰撞概率计算

位于10nmile以外时,发生碰撞的风险可以忽略

P, =D e() /2元0

图11几何碰撞概率的正态分布

Fal Rir = Fiu Patm x (42 P,

Riseri是立管和平台在每个方向的关系,如北向、东向、南向和西向,参见公式(20)

5.4.2.2随机分布的船舶的碰撞概率计算

Fell Riser=(365×24: D: p): P, : P3: Prix

5.4.2.3守护船的碰撞概率计算

式中: N——守护船数量(每年):

Feollwnit = N· P, · (P, · t)· P, · Pri (24)

SH/T 3426-2014 石油化工钢制夹套管法兰.pdf5.4.2.4供给船的碰撞概率计算

图12当装载/卸载时可能与供给船发生碰撞的悬链线立管暴露区域

5.4.3冲击能量的计算方法

的能量是不同的。因此,动能的划分与能 白类型有关。一般来说立管是很脆弱的,船舶对立管碰撞很可能致使其发生严重的损伤或断裂 对于直接碰撞,可通过如下公式给出动能:

E=·(M+a)·u

式中: M—排水量,kg; 附连水质量,kg,对于漂移船舶,船和船尾碰撞,取10%排水量,侧面碰撞;取40%排 水量(DNV,1988);

M—排水量,kg; 附连水质量,kg,对于漂移船舶,船和船尾碰撞,取10%排水量,侧面碰撞;取40 水量(DNV,1988); 船速.m/s。

注:2500)吨位的船舶在4节的航速下,相应的动能为: 船和船尾碰撞 E= 1/2 (1. 1×2.5×10°) × (4×0.514)* = 5. 8 (MJ) 船舶侧向碰撞: E= 1/2 (1. 4×2.5 ×10°) × (4× 0. 514)* = 7. 4 (MJ) 与平台发生碰撞标准下载,船舶自身可以吸收一定的冲击能量。与立管发生碰撞,般不是这种情况

5. 4. 4总碰撞频率

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