深水消油剂水下连续油管动态模拟分析
近年来,世界范围内海上溢油事故的频繁发生,对事发海域的生态环境及经济造成了巨大损失。随着海上油田开发向深水的趋势发展,水下溢油事故发生风险增大,而传统的海上溢油处理手段已经无法及时、有效地应对溢油事故的发生。国内对海底管道、海底井喷溢油的处置研究比较基础[1-4]。墨西哥湾深水地平线溢油事故相关处置手段分析是依托水下ROV携带消油剂喷洒头靠近海底井口进行喷洒,这是目前深水应急处理中较为有效的手段之一[5-6]。在消油剂水下喷洒作业中,连续油管是将消油剂运送至水下溢油源处的重要途径,连续油管受力情况及状态分析是正常作业必须开展的工作。目前,连续油管主要用于陆上油气田的生产作业,大量研究也主要集中于此[7-10]。根据深水消油剂喷洒作业的需求,为了使水下消油剂的喷洒作业达到理想的喷洒效果,长距离连续油管在水下所受的环境影响是需要考虑的重要因素。
orcaflex分析软件目前已较多地应用于深水采油树下放安装、海底管线铺设过程中各种缆线的受力及动态分析[11-12]。考虑使用orcaflex分析软件对消油剂连续油管在不同工况、不同载荷的情况下进行下放动态模拟分析,论证影响连续油管设计的相关因素。
1 设计输入
深水消油剂喷洒作业基本流程为深水消油剂喷洒装备放置在海上作业船舶甲板上,在滚筒作用下将连续油管下放到海底溢油源位置,通过消油剂储罐和压力泵实现消油剂沿连续油管的下输,完成消油剂的水下喷洒作业。基于此,对连续油管的动态模拟分析要求考虑环境条件、作业船舶等因素。方案选用设计输入如下。
1)环境条件。波浪:Hs=2.65 m,Tp=7 s;表面流速:0.93 m/s。
这种技术是软土基施工技术中经常使用的方式之一,很多水泥搅拌桩使用的一般都是固化剂材料,一般情况下都是把大量水泥灌输到搅拌桩机器之内,一定要保持整个搅拌过程的均衡性,使水泥和软土两者之间发生作用,实现加固软土的目的,使软土的强度得到进一步提高。通过把水泥搅拌桩技术运用到道路软基加固的工程中,其最大的特点是没有造影和激烈振动的现象发生,另外这种技术在一定程度上能够减小对周围环境的污染。在使用这种技术进行作业的过程中,不会对周围其他软土产生影响,对附近比较近的建筑物体也会产生很小影响。
2)船舶数据。海上作业船舶的主尺度:长103 m、宽16 m、吃水6.7 m。
连续油管的orcaflex(见图4)建模,底端是200 m长的高压软管,通过法兰连接到连续油管,连接处配有配重块,高压软管的另一端连接到喷洒臂和喷洒头;顶端连续油管模拟到鹅颈的出口处,边界条件是铰接。
表1 化学成分需求参数(质量分数)
等级碳含量最大值锰最大值磷最大值硫最大值硅最大值CT700.161.200.0250.0050.50CT800.161.200.0200.0050.50CT900.161.200.0200.0050.50CT1000.161.650.0250.0050.50CT1100.161.650.0250.0050.50
表2 拉伸性能要求
等级屈服强度(最小)psiMPa屈服强度(最大)psiMPa抗拉强度(最小)psiMPa最大硬度HRCCT7070000(483)80000(552)80000(552)22CT8080000(551)90000(620)88000(607)22CT9090000(620)100000(689)97000(669)22CT100100000(689)108000(758)28CT110110000(758)115000(793)30
分别选择不同配重重量(1 t、2 t和3 t)分析两种环境方向对连续油管的UC值及偏移状态分析,结果见表3。
下放过程的动态模拟计算,采用规则波dean stream,波高4.77 m,周期7 s,表面流速0.93 m/s, 计算分析了180°和135°两个方向工况,见图2、3。
2 模拟结果
在农业现代化发展的背景下,肥料产业作为中国农业的强大支柱,对保障粮食安全做出了巨大的贡献。但是,近年来,在高投入、高产出的思想下,肥料的大量不合理施用造成了严重的土壤安全问题,肥料产品生产工艺的不规范、不合理使用添加剂等问题更是雪上加霜,由此带来的土传病害、土壤环境恶化、重金属沉积等问题,严重制约了农业的可持续发展,更是对人体健康带来了严重的威胁。肥料产品实现绿色升级,保障绿色农业的发展、改善土壤环境、促进优质农产品的产出,引发了业内的广泛思考和研究。
图1 环境方向定义
图2 180°船舶运动RAO
图3 135°船舶运动RAO
3)连续油管选型。本项目使用的连续油管参考API RP 5CT的规范,选用材料等价CT80,直径1.5 in,壁厚0.087 in。连续油管长度为1 500 m。连续油管材质及需求参数见表1。
4)环境方向。环境条件方向以船首到船尾为180°、225°两个方向组成。如图1所示。
连续油管下放过程的动态时域模拟结果表明,在配重分别为1 t、2 t和3 t时,连续油管最大的顶张力分别为49、60.7 kN和71.4 kN,最大等效应力分别为203.4 MPa、261.5 MPa和280.9 MPA,UC值最大分别为0.55、0.71和0.79,均满足连续油管下放过程强度要求。3种工况导致的连续油管的底端偏移值分别为117 m、86 m和70 m左右。可以看出,对于1 500 m连续油管,在保持环境条件不变的情况下,不同配重对连续油管的动态偏移行为影响不大。但在180°和135°环境条件方向两种工况下,连续油管动态行为变化较大。
在这个问题上,简单地将法律翻译归入工具翻译的范畴是有所欠缺的。法律文化的差异早已从根本上决定了,即便是信息层面,绝对等值的翻译也无法实现(Cao 2008:32-34)。仅从语言学路径出发很难辨清“不忠”的合理性,或许我们应当换个视角:基于意识形态,从权力运作的层面重新认识这些矛盾现象。
表3 分析结果表
环境条件方向项目配重量/t321180°最大顶张力/kN71.460.749最大等效应力/MPa280.9261.5203.4UC值0.790.710.55偏移量/m7086117135°最大顶张力/kN78.7最大等效应力/MPa284.6UC值0.77偏移量/m130
图4 Orcaflex模型
3 结论
考虑不同工况、不同环境对连续油管在水下状态影响,参考连续油管产品本身的应用条件论证发现,不同的配重对于连续油管的张紧力、等效应力、UC值及偏移量影响不大,反而环境条件方向对连续油管受力影响较大,因此建议下放过程中,船体保持随浪随流,避免横浪。
于是,习惯了大手大脚的韩莎,不得不算计着过日子。星巴克没了,西餐没了,进口水果也不敢买了,甚至买两斤排骨,杜飞都要心疼半天。
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