ICS 75.180.10 SY E 94 备案号：53475—2016 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 70592016 浮式生产系统和张力腿平台的立管设计 Design of risers for floating production systems (FPSs) and tension-leg platforms (TLPs) 2016-01-07发布 2016－06－01实施 国家能源局 发布 SY/T7059—2016 目 次 前言· III 总则 1.1 范围和方法 1.2 立管的一般功能 1.3 立管结构 1.4 未涉及内容 1.5 技术状况 1.6 质量保证 1.7 参考文献 系统和组件描述 2.1 概述 2.2 基本系统特点 2.3 FPS立管系统描述 2.4 立管组件描述 3 总体设计考虑 23 3.1 概述 3.2 安全、 风险和可靠性 23 3.3 功能性考虑 24 3.4 结构考虑 24 3.5 材料考虑 3.6 操作考虑 26 3.7 金属立管的安装、 复位和再安装 27 3.8 柔性立管的安装、 回收和重新安装 ·30 3.9 其他立管的安装、 回收和重新安装 · 35 3.10 服役期的操作 .· 35 3.11 维护和检验 3.12 钻机运动和定位 . 40 3.13 风暴和应急操作 .40 3.14 安全 42 3.15 训练 42 设计荷载和条件 4 4.1 简述 43 4.2 荷载和荷载效应 43 4.3 荷载条件 45 4.4 设计工况 · 46 4.5 参考文献 - 48 设计准则 1 SY/T7059—2016 5.1 简述 48 5.2 许用应力 49 5.3 许用挠度 51 5.4 静水压溃 · 51 5.5 总体柱状屈曲 · 52 5.6 疲劳/服役寿命 · 52 5.7 检测和更换 ·· 52 5.8 温度限制 .· 54 5.9 擦损与磨损 · 54 5.10 干涉 · 54 5.11 螺栓连接 55 5.12 参考文献 55 分析准则 · 55 6.1 概述 55 6.2 不同类型立管的分析准则 · 55 6.3 水动力 · 69 6.4 总体分析 · 82 6.5 构件分析 · 91 6.6 特殊目的分析 .· 94 6.7 服役期 99 6.8 参考文献 103 6.9 6.3所用术语 108 材料 109 7 7.1 范围和用途 109 7.2 材料分类 110 7.3 材料形式 111 7.4 焊接 120 7.5 螺栓 128 7.6 立管端部连接／终端的非金属材料 130 7.7 泡沫浮块 131 7.8 涂层 132 7.9 疲劳 134 7.10 腐蚀· 136 7.11 磨损· 138 7.12 海生物和海生物考虑 139 7.13 参考文献 139 附录A （资料性附录） 术语表 141 附录B（资料性附录) 不同类型立管的详细功能 152 附录C(资料性附录) 设计标准示例 154 附录D (资料性附录) 复合材料立管设计 165 附录E（规范性附录) 参考资料 168 附录F（资料性附录) 混合立管的设计考虑要素 172 附录G(资料性附录) 与其他规范的不同 175 II SY/T 7059—2016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准等同采用APIRP2RD《浮式生产系统和张力腿平台的立管设计》（1998年英文版，2006年 英文修订版）。 为便于使用，本标准计量单位以我国法定计量单位为主，英制单位的相应值标注在括号中。 本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中海油研究总院。 本标准主要起草人：曹静、贾旭、沙勇、周巍伟、冯现洪、何杨、张晓灵、张学年、吴文通、李 丽玮。 II SY/T 7059—2017 浮式生产系统和张力腿平台的立管设计 1总则 1.1范围和方法 1.1.1本标准讲述所有用于FPSs的新建立管系统的结构分析步骤、设计指南、部件选择准则和典型 设计，也给出了把设备连到立管尾端的过程荷载信息的指导。本标准中，立管结构设计的推荐方法基 于立管与连接部件在正常、极端以及偶然情况下的极限压力的工作原理。这个方法一般被称为“工作 应力”设计。 1.1.2本标准假定立管是由钢管、钛管或非黏结柔性管制成的。同时，如果证明其他材料适合于建造 立管系统，也允许使用其他材料（例如铝）。非黏结柔性管的设计考虑主要是参考APIRP17B和API Spec17J。钢管、钛管被称为“金属”管，非黏结柔性管被称为“柔性”管。 1.1.3在立管设计方面，本标准的未来发展将会考虑统计方法方面的国际关注，以表现在建造和操作 安全有效的立管系统的不确定性。因此，作为国际标准的未来的版本最终宜包括统计荷载和阻力系数 的设计方法。如果考虑了所有最终和过程中的极限状态，那么认为基于可靠性的极限状态设计准则可 以适用。宜考虑所有关于荷载和环境的不确定性，并且不确定因数宜采用大量统计数据进行描述。 1.1.4相关出版物可以从附录E中找到。附录A介绍了本标准中使用的术语。 1.2立管的一般功能 1.2.1浮式生产系统（FPS）立管是海底设备和海面平台之间的流体导管。图1和图2介绍了立管或 立管系统的基本功能单元。由于环境荷载作用，FPS发生动态响应。立管系统是海床静态结构和海面 动态FPS结构的连接物。立管系统的完整性不仅包括流体和压力容器，还包括结构和整体稳定性等。 1.2.2图3阐述了一些立管设计复杂性，它们可能出现在具体的立管设计中。简单的管道可能因中间 连接、材料改变或横截面结构形式、耦合形式、附件（如浮力块）和多流层而变得复杂。 ② ①一导管；②一顶部连接；③一底部连接；④一系统完整性 图1立管系统的基本构成 1