基于Orcaflex的海底管道提升出水的动态模拟分析

王伟松

（天津大港油田集团工程建设有限责任公司，天津 300270）

海底管道作为最安全、最便捷、最经济可靠的海上运输方式，承担着输送石油、天然气、水或其他液体介质的责任，几乎不受环境条件的影响，受到了全球各大石油公司的追捧，自1954年第一条海底管道建成以来，在当今中国乃至世界范围内，海底管道的铺设里程呈现指数上升的发展态势，总里程目前已达十几万千米。海底管道在正常运营期间，面临来自各个方面的风险，表现在：（1）自然环境风险，比如海底土质受到水流的侵蚀，导致海底管道下方土壤被掏空而造成的悬跨屈曲，或被硬质尖锐物刺穿的风险；（2）人为风险，比如，海面上船舶抛锚或其他坠落物造成对管线的损伤，或不法分子偷盗石油而故意损坏海底管道；（3）施工风险，如在铺设海底管道时，由于应力或应变控制不善而导致管线屈曲的风险。当海底管道遭遇泄漏、屈曲等失效的情况时，管线修复工作显得尤为重要，即将海底管道提升至水面以上，然后，再进行管道的修复工作。本文研究的是如何保证海底管道在提升至水面的过程中的安全性问题。

1 海底管道提升出水的影响因素

1.1 船机设备影响

海底管道提升出水时，一般多采用铺管船。铺管船在水中呈现的六个自由度的运动将直接影响管线的受力状态。船体的外观尺寸、质量、惯性矩、重心位置、RAO参数等均需要考虑在内。船体在水流中振荡时而受到的力，比如，使船体具备加速度的惯性力、阻尼力，以及使船体恢复到平衡状态的平衡力，都会直接影响船体不同的运动状态与幅度。……