СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПОДВОДНОМ ТРУБОПРОВОДЕ

1. Способ определения толщины стенки соединения труб для применения в подводном трубопроводе, причем способ включает следующие этапы:
i) определение внутреннего диаметра соединения труб;
ii) определение минимально допустимого гидростатического давления на глубине, на которой должно быть использовано соединение труб;
iii) определение целевой толщины стенки для соединения труб, причем целевая толщина стенки соответствует внутреннему диаметру и минимально допустимому гидростатическому давлению;
iv) изготовление множества предварительных соединений труб, имеющих указанные внутренний диаметр и целевую толщину стенки;
v) проведение испытаний на смятие под действием внешнего давления, в результате которых получают данные, представляющие значения гидростатического давления смятия, при которых происходит смятие множества предварительных соединений труб;
vi) определение распределения вероятностей, соответствующего данным на основании статистической хвостовой модели, полученной из теории экстремальных значений;
-5
vii) определение на основании распределения вероятностей гидростатического давления смятия, возникающего с вероятностью 10 или ниже; и
viii) определение толщины стенки соединения труб, соответствующей внутреннему диаметру и гидростатическому давлению смятия.
2. Способ по п. 1, в котором этап v) дополнительно включает следующие этапы:
вырезание кольца из одного или более из множества предварительных соединений труб;
образование плоских по существу параллельных поверхностей на торцах кольца;
обеспечение средств для измерения напряжения и деформации кольца;
установка кольца в камере давления таким образом, чтобы торцы кольца образовывали уплотнения с противоположными стенками камеры для изоляции внутренней части кольца от внешней;
увеличение давления снаружи кольца и измерение напряжения и деформации кольца по мере увеличения давления; и
сравнение давления, прикладываемого к внешней части кольца, и максимального измеренного напряжения для обнаружения начала ускоряющегося нелинейного уменьшения диаметра кольца с увеличением давления.
3. Способ по п. 2, в котором этап обеспечения средств для измерения напряжения и деформации кольца включает приложение датчиков к кольцу.
4. Способ по п. 3, включающий размещение датчиков на внутренней поверхности кольца.
5. Способ по любому из пп. 2-4, в котором этап установки кольца в камере давления включает обеспечение уплотнений между торцами кольца и стенками камеры.
6. Способ по любому из пп. 2-5, в котором этап увеличения давления снаружи кольца включает подачу текучей среды под давлением в камеру вокруг внешней части кольца.
7. Способ по любому из пп. 2-6, включающий выбор длины кольца, вырезаемого из соединения труб, таким образом, чтобы указанное соединение труб продолжало оставаться в пределах допусков для применения в трубопроводе.
8. Способ по п. 7, включающий выбор длины кольца, вырезаемого из соединения труб, таким образом, чтобы длина была примерно в два раза больше толщины стенки соединения труб.
9. Способ по п. 7, включающий выбор длины кольца, вырезаемого из предварительных соединений труб, таким образом, чтобы она составляла по существу 50 мм.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап ii) дополнительно включает этап применения коэффициента запаса прочности к глубине, на которой предполагается применение трубопровода.
11. Способ по п. 10, в котором коэффициент запаса прочности добавляют к глубине, на которой предполагается применение соединения труб.
12. Способ по п. 10, в котором запас прочности представляет собой коэффициент.
13. Способ по п. 12, в котором коэффициент запаса прочности равен 1,1.
-6
-7
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап vii) включает определение на основании распределения вероятностей гидростатического давления смятия, возникающего с вероятностью 10 или 10.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором статистическая хвостовая модель представляет собой обобщенное распределение Парето.
16. Способ по п. 15, в котором значения параметра масштаба и формы обобщенного распределения Парето получены при помощи байесовских методов Монте-Карло с применением цепей Маркова.
17. Способ по любому из пп. 15 или 16, в котором значения параметра формы обобщенного распределения Парето составляет -0,5 или менее.
18. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий этап изготовления множества соединений труб, имеющих указанные внутренний диаметр и толщину стенки.
19. Способ по п. 18, дополнительно включающий этап проведения испытаний на смятие под действием внешнего давления, в результате которых получают данные, представляющие значения гидростатического давления смятия, при которых происходит смятие множества соединений труб.
20. Способ по п. 19, в котором испытания на смятие под действием внешнего давления включает следующие этапы:
вырезание кольца из одного или более из множества соединений труб;
образование плоских по существу параллельных поверхностей на торцах кольца;
обеспечение средств для измерения напряжения и деформации кольца;
установка кольца в камере давления таким образом, чтобы торцы кольца образовывали уплотнения с противоположными стенками камеры для изоляции внутренней части кольца от внешней;
увеличение давления снаружи кольца и измерение напряжения и деформации кольца по мере увеличения давления; и
сравнение давления, прикладываемого к внешней части кольца, и максимального измеренного напряжения для обнаружения начала ускоряющегося нелинейного уменьшения диаметра кольца с увеличением давления.
21. Соединение труб для применения в подводном трубопроводе, имеющее толщину стенки, определенную в соответствии со способом по любому из пп. 1-20.
22. Подводный трубопровод, содержащий одно или более соединений труб, имеющих толщину стенки, определенную в соответствии со способом по любому из пп. 1-20.
23. Способ определения гидростатического давления смятия соединения труб для применения в подводном трубопроводе, причем способ включает следующие этапы:
i) определение внутреннего диаметра соединения труб;
ii) определение минимально допустимого гидростатического давления на глубине, на которой должно быть использовано соединение труб;
iii) определение целевой толщины стенки для соединения труб, причем целевая толщина стенки соответствует внутреннему диаметру и минимально допустимому гидростатическому давлению;
iv) изготовление множества предварительных соединений труб, имеющих указанные внутренний диаметр и целевую толщину стенки;
v) проведение испытаний на смятие под действием внешнего давления, в результате которых получают данные, представляющие значения гидростатического давления смятия, при которых происходит смятие множества предварительных соединений труб;
vi) определение распределения вероятностей, соответствующего данным на основании статистической хвостовой модели, полученной из теории экстремальных значений; и
-5
vii) определение на основании распределения вероятностей гидростатического давления смятия, возникающего с вероятностью 10 или ниже.
24. Способ по п. 23, дополнительно включающий этап определения толщины стенки соединения труб, соответствующей внутреннему диаметру и гидростатическому давлению смятия.