基于ASME Ⅷ分析要求的海底管道錨固件設計

孫國民，王 波，余志兵，趙 黨

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

0 引 言

海底管道作為海上油氣流輸送的主要手段之一，是海洋油氣開發工程的重要組成部分。根據橫截面結構形式的不同，海底管道可分為單層海底管道和雙層海底管道兩種類型。雙層海底管道在安全性、可靠性和保溫性等方面均優于單層海底管道，隨之而來的缺點是成本較高，主要體現在材料費和海上施工費等方面。目前，雙層海底管道在我國海上油氣田開發中的應用更廣泛。

錨固件是雙層海底管道特有的結構件，用以將內管和外管進行剛性連接，同時實現結構之間的分隔密封和單/雙層海底管道結構轉換。在雙層海底管道系統的設計過程中，錨固件的設計分析是重要的一環，須避免因錨固件破壞導致海底管道系統發生事故，如油氣泄漏引起的海洋環境污染等。

1 錨固件及其設計

錨固件根據用途不同可分為Ⅰ型錨固件和Ⅱ型錨固件兩類，如圖1所示。其中：Ⅱ型錨固件用于雙層海底管道端部，實現結構密封和單/雙層海底管道結構轉換；Ⅰ型錨固件用于雙層海底管道上除端部以外的其他位置，起到結構分隔密封的作用。

圖1 錨固件結構形式

海底管道規范DNV GL-ST-F101要求按照ASME Ⅷ Division 2、EN 13445、PD 5500或 API 6A其中之一進行錨固件設計分析[1]。目前，行業內常用的錨固件設計分析方法是彈性應力法。該方法除存在一些固有的局限性[2]外，在應力分類和結果后處理時在應力線性化位置和路徑選擇等方面通常面臨一些困難，需要較高的技巧和經驗。……