国之重器出版工程 水下生产系统(全三册)

国之重器出版工程 水下生产系统(全三册)
作 者: 白勇
出版社: 哈尔滨工程大学出版社
丛编项:
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作者简介

  白勇教授,男,1963年5月生,江西抚州临川人,现任浙江大学建工学院结构工程研究所教授、博士生导师。2009年浙江省“百人计划”引进人才,2010年国家第五批“****”引进人才,2018年因其在海洋工程领域的杰出贡献,当选挪威技术科学院院士。1989年在日本广岛大学取得海洋结构博士学位,先后在丹麦技术大学、挪威科技大学和加州伯克利大学从事船舶与海洋工程领域博士后教学科研工作,发表论文近200篇,英文学术专著8本,中文合著8本。主要研究领域:海洋工程结构、海洋管道与立管、工程风险分析和安全评估、复合材料管、海洋石油水下生产系统、海洋工程钻井机械、海洋风能与潮流能、水下无人机器人及动力定位系统等。

内容简介

本书分上、中、下三册,分别是《油田开发与流动保障》《采油树与管汇》《立管与管道》,整套书对整个水下生产系统进行了详细的说明和指导,包括:整个深水油气开发系统、油气田的发展规划、脐带缆的铺设、控制系统的设计、开发项目管理等;水下工程的风险及可靠性、海底流动保障工程、热传导、隔热和水合物;水下油气田开采所需的主要水下设备和结构物,包含水下采油树、井口、水下管汇、管道终端、水下处理系统等设施;立管系统的发展历程、构造特点、功能用途、设计规范、设计方法、分析方法、安装方法、监测方法,以及可靠性计算方法;海底管道的水力和热力分析,创立了立管的流固耦合振动理论,共振与疲劳强度分析,海底水流、共振与立管动力响应评估理论;提出了深水海底管道的抗屈曲和极限承载能力设计理论。本书对深水油气水下生产系统的教学、研究、设计及施工都具有很高的参考价值,它的出版将有利于我国海洋工程技术的研究和发展。该书的编写也有其独到之处,对于水下生产系统的设计和安装研究进行了详尽的论述,读者可以在该书里找到几乎所有的关于水下生产系统的设计和安装的基础理论及工程技术。

图书目录

上册:油田开发与流动保障

第 一篇深水油气田开发

第 1章水下工程概况

1.1引言

1.2水下生产系统

1.3流动保障和系统工程

1.4水下结构和设备

1.5水下输送管道

第 2章水下油田发展

2.1水下油田开发概述

2.2浅水区和深水区的油井开发

2.3干式采油树和湿式采油树

2.4水下回接发展

2.5独立式开发

2.6人工举升法及其限制

2.7水下生产过程

2.8基盘、丛式管和菊链

2.9水下油气井工程的评估

第3章水下分配系统

3.1引言

3.2设计参数

3.3水下分配系统各组件的设计要求

第4章 海底勘察、选址及奠基

4.1引言

4.2海底勘察

4.3水下测量与定位

4.4海底土壤勘察

4.5水下基础

第5章水下安装与安装船要求

5.1引言

5.2典型安装船

5.3安装船的要求和选择

5.4安装定位

5.5安装分析

第6章油气田水下生产工程项目成本估算

6.1水下成本估算概述

6.2水下资本开支

6.3成本估算方法

6.4水下设备费用

6.5测试和安装费用

6.6项目管理和工程费用

6.7运营费用(OPEX)

6.8水下生产系统生命周期费用

6.9实例分析——水下生产开发资本支出估算

第7章水下控制

7.1概述

7.2控制系统分类

7.3水上设备

7.4水下控制模块安装基座

7.5.水下控制模块

7.6水下传感器

7.7高完整性压力保护系统

7.8水下生产控制系统

7.9安装和维修控制系统

第8章水下电源

8.1引言

8.2电力系统

8.3液压动力单元(HPU)

第9章 项目执行与交接管理

9.1简介

9.2项目执行

9.3交接

第 10章ROV井和接口

10.1引言

10.2 ROV修井

10.3水下机器人系统

10.4 ROV接口工具

10.5遥控工具(ROT)

第 11章水下脐带缆

11.1简介

11.2水下脐带缆元件

11.3水下脐带缆的设计

11.4附属设备

11.5系统联试

11.6安装

11.7技术挑战和分析

11.8脐带缆工业历程

第二篇 水下工程的风险及可靠性分析

第 12章 水下工程的风险及可靠性分析

12.1简介

12.2风险评估

12.3环境影响评估

12.4项目风险管理

12.5可靠性

12.6故障树分析

12.7水下失效减少的认定

第 13章 水下设备RBI

13.1简介

13.2目标

13.3水下设备RBI方法

13.4管道RBI

13.5水下采油树RBI

13.6水下管汇RBI

13.7RBI输出及收益

第 14章 海底系统工程

14.1简介

14.2典型的流动保障过程

14.3系统设计和操作

第 15章 水力学

15.1 引言

15.2经的组成和特性

15.3乳状液

15.4相态

15.5油气流动

15.6段塞和液体处理

15.7段塞捕集器设计

15.8压力波动

15.9线路尺寸计算

第 16章热传导和隔热

16.1绪论

16.2热传导基础

16.3 U值

16.4稳态热传导

16.5瞬态热传导

16.6热管理方案及隔热

第 17章水合物

17.1简介

17.2水合物的物理性质和相特性

17.3水合物防治

17.4水合物治理技术

17.5水合物控制设计理念

17.6热力学抑制剂的回收

第 18章 蜡和沥青质

18.1介绍

18.2石蜡

18.3石蜡管理

18.4石蜡整治

18.5沥青质

18.6沥青质控制设计思路

第 19章 海洋腐蚀和积垢

19.1引言

19.2管道内部腐蚀

19.3.管道外部腐蚀

19.4积垢

第 20章侵蚀和砂控制

20.1引言

20.2侵蚀机理

20.3砂蚀率的估澡

20.4阀值速度

20.5侵蚀控制

20.6砂管理

20.7渗透率计算实例

中册:采油树与管汇

第三篇深水油气田开发

第 21章水下立管

21.1引言

21.2管汇构件

21.3管汇设计和分析

21.4管道和基桩设计

21.5水下管汇的安装

第 22章 管道终端系统和线上设备

22.1引言

22.2 PLEM的设计和分析

22.3设计方法

22.4基础的尺寸设计

22.5 PLEM安装分析

第 23章水下连接和跨接管

23.1概述

23.2跨接管组成和功能

23.3水下连接

23.4刚性跨接管的设计与分析

23.5柔性跨接管设计与分析

第 24章 水下采油树系统和井口装置

24.1介绍

24.2水下完井概述

24.3水下井口系统

24.4水下采油树

第 25章 水下处理系统

25.1介绍

25.2水下泵

25.3水下分离系统

25.4水下气体压缩

第 26章 采油树的安装

26.1概述

26.2水下采油树安装

26.3水下跨接管安装

26.4水下采油树安装计算分析

26.5跨接管安装计算分析

第 27章 水下管汇安装方法

27.1概述

27.2水下管汇系统安装方法介绍

27.3 PLET/PLEM安装方法介绍

27.4水下管汇安装计算分析

27.5管道终端管汇(PLEM)安装计算分析

第 28章 水下采油树设计案例

28.1介绍

28.2材料选择

28.3采油树结构分析

28.4采油树管路分析

28.5装配分析

28.6阴极保护

28.7工厂验收测试

28.8系统集成测试(SIT)

28.9浅水测试(SWT)

第 29章 水下管汇设计案例

29.1介绍

29.2水下管汇系统

29.3结构分析

29.4组件分析

29.5防沉板分析

29.6工厂验收测试(FAT)

29.7系统集成测试(SIT)

下册:立管与管道

第四篇海洋立管设计

第30章海洋立管介绍

30.1概述

30.2立管类型

30.3典型立管工程步骤

30.4立管发展历史的回顾

30.5立管基础设计阶段的设计数据

30.6立管载荷

30.7典型的立管失效模式

30.8立管分析工具

30.9立管和水下系统的设计规范

第31章立管系统的选择

31.1概述

31.2可用的立管系统选择类型

31.3.立管系统的关键部位

31.4成本估计

31.5不同系统寿命周期成本的比较

第32查钻井立管

32.1号|言

32.2浮式钻井设备

32.3.水下采油系统的重要组件

32.4立管设计规范

32.5钻井立管分析模型

32.6钻井立管分析方法

32.7总结

第33章钢悬链立管

33.1简介

33.2钢悬链立管的应用

33.3壁厚设计

33.4基础设计阶段的设计数据

33.5

钢悬链立管设计分析

33.6柔性接头、应力节和拉管

33.7焊接

33.8超声检测和工程关键性评估标准

33.9强度设计的挑战和解决方法

33.10涡激振动方面的挑战和解决方法

33.11涡激运动的挑战和解决方法

33.12立管和浮体之间的相互作用的选代设计方法

33.13船体、其他立管和系泊链之问相互作用的分析

33.14阴极保护要求

33.15疲劳设计挑战和解决方法

33.16建造、安装、连接时的考虑因素

33.17增加疲劳寿命的方法

33.18双层管系统

33.19完整性监测与管理系统

33.20成本估计

第34章顶端张力式立管

34.1简介

34.2顶端张力式立管系统

34.3顶端张力式立管的组成部分

34.4设计、施工、安装和连接的要求

34.5立管连接器设计

34.6设计阶段的分析

34.7顶端张力式立管的详细设计阶段

34.8土壤条件

34.9阴极保护系统的要求

34.10延长疲劳寿命的方法

34.11立管监控系统

第35章柔性立管

35.1简介

35.2柔性立管的布置形式

35.3柔性立管横截面

35.4柔性立管设计依据

35.5柔性立管设计分析

35.6建造、安装及连接要求

35.7终端部件以及环面排泄孔道设计

35.8阴极保护的要求

35.9免潜水技术连接系统

35.10与浮体的连接

第36章立管完整性管理

36.1立管完整性管理基本概念

36.2柔性立管检测与监测技术

第五篇海洋立管设计

第37章 绪论

37.1引言

37.2分析设计

37.3管道设计分析

37.4有限元分析

第38章 管壁厚度及材料等级选择

38.1引言

38.2材料等级选择

38.3乐力容器设计

38.4等效应力标准

38.5静水压溃

38.6止屈器

第39章 金属管道的屈曲/压溃

39.1引言

39.2极限弯矩的解析方法

39.3有限元分析

39.4抗弯强度计算指南

第40章 基于极限状态的强度设计

40.1引言

40.2基于应力的设计和基于应变的设计

40.3最大极限状态

40.4正常使用极限状态

40.5疲劳极限状态

40.6偶然极限状态

第41章 海底管道的水力和热力分析

41.1引言

41.2输油管道

41.3输气管道

41.4油气管道的水动力分析

41.5输水管道

41.6商业设计分析软件

第42章管土相互作用

42.1引言

42.2管道在黏性土中的沉降

42.3管道在非黏性土中的沉降

42.4管道的轴向载荷-位移响应

42.5管道的侧向载荷-位移响应

第43章管道周围的水动力学

43.1引言

43.2波浪理论

23.3稳定海流

43.4水动力

第44章 管道在位特性的有限元分析

44.1引言

44.2管道系统的有限元建模

44.3有限元分析程序和载荷步骤

44.4建模单元类型

44.5非线性模型和海床模型

44.6有限元模型的验证

44.7动态屈曲分析

44.8停输操作过程中的循环在位特性

第45章 热膨胀设计

45.1引言

45.2管道应变

45.3管道应力

45.4管道的有效轴向力

45.5单管管道的膨胀

45.6 PIP系统的膨胀

45.7膨胀分析样例

第46章 侧向屈曲和管道

46.1引言

26.2屈曲产生

46.3限制侧向屈曲

26.4管道轴向移动

第47章 隆起屈曲

47.1引言

47.2隆起用曲的解析方法

47.3隆起屈曲的有限元分析

47.4限制隆起屈曲的稳定方法

47.5限制隆起屈曲的设计

第48章 疲劳与断裂

48.1引言

48.2 S-N疲劳分析法

48.3断裂

48.4 ECA工业规范

第49章 坐底稳性

49.1引言

49.2竖向坐底稳性

49.3侧向坐底稳性

49.4管/土相互作用

49.5稳定措施

29.6接受准则

49.7稳性分析

第50章 管道跨段和涡致振动疲劳

50.1引言

50.2静态分析

50.3动态分析

50.4涡致振动减缓与跨段修正

50.5样例