Various laybarge methods for offshore pipeline installation are introduced. Pipe stresses and strains during the installation are discussed with linear and nonlinear analysis methods. Several operational modes of offshore pipeline installation are described. Computer modelling techniques of the pipeline installation analyses are suggested.
Yu, Su Young;Choi, Han Suk;Lee, Seung Keon;Do, Chang Ho;Kim, Do Kyun
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.5
no.4
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pp.598-613
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2013
This paper deals with the dynamic effect of pipeline installation and embedment for the on-bottom stability design of offshore pipelines on soft clay. On-bottom stability analysis of offshore pipelines on soft clay by DNV-RP-F109 (DNV, 2010) results in very unreasonable pipe embedment and concrete coating thickness. Thus, a new procedure of the on-bottom stability analysis was established considering dynamic effects of pipeline installation and pipe-soil interaction at touchdown point (TDP). This analysis procedure is composed of three steps: global pipeline installation analysis, local analysis at TDP, modified on-bottom stability analysis using DNV-RP-F109. Data obtained from the dynamic pipeline installation analysis were utilized for the finite element analysis (FEA) of the pipeline embedment using the non-linear soil property. From the analysis results of the proposed procedure, an optimum design of on-bottom stability of offshore pipeline on soft clay can be achieved. This procedure and result will be useful to assess the on-bottom stability analysis of offshore pipelines on soft clay. The analysis results were justified by an offshore field inspection.
Offshore fields are increasingly important for the development of offshore resources due to the growing energy needs. However, an offshore field for oil and gas production has difficult development conditions, e.g., high temperature, high pressure, sweet/sour compositions of fluids, etc. Corrosion is one of the biggest issues for offshore pipeline engineering. In this study, a Corrosion Resistant Alloy (CRA) pipe for corrosion prevention was investigated through its global demand and trends, and three types of CRA pipelines were introduced with detailed explanations. The usefulness of CRA was also evaluated in comparison to a carbon steel pipeline in terms of the structural strength, cost, and other factors. Offshore pipeline engineering, including mechanical design and verification of the results through an installation analysis based on numerical software, was performed for the carbon steel type and solid CRA type. The results obtained from this study will be useful data for CRA pipeline designers and researchers.
The study aims to supplement facility management plan and safety regulations & standard of oil pipeline by searching and reviewing related regulation & standard inside and outside of the country. Korean regulation & standard is reviewed based on harbor and fishery design standard of the ministry of maritime affairs and fisheries, general technology standard of oil pipeline safety regulation, gas excavation construction and safety maintenance indicator of Korea gas corporation. Global regulation & standard is reviewed based on U.S standard inspection for offshore pipeline and Europe/Mexico standard inspection for offshore pipeline. The contents of offshore pipeline installation is inserted into pipeline sector for objected facilities of safety inspection regulation & standard and, the standard of safety inspection for offshore pipeline is newly presented into pipeline maintenance part of the planning facilities management with its inspection period and method.
DNV-OS-F101 includes the concept development, design, construction, operation,and abandonment of offshore pipeline systems. The main objective of this offshore standard (OS) is to ensure that pipeline systems are safe during the installation and operational period. The pipeline design philosophy also includes public safety and environmental protection. The mechanical wall thickness design of a pipeline shall follow the design objectives and safety philosophy. This new design code includes a very sophisticated design procedure to ensure a safe pipeline, public safety, and environmental protection. This paper presents the results of a parametric study for the wall thickness design of offshore pipelines. A design matrix was developed to cover the many design factors of pipeline integrity, public safety, and environmental protection. Sensitivity analyses of the various parameters were carried out to identify the impacts on offshore pipeline design.
During the installation of crude oil or gas pipelines, which pass through onshore buried pipelines or onshore pipeline from subsea pipeline to onshore plant, countermeasures need to be implemented so as to ensure a sufficient design life by protecting the steel pipes against corrosion. This can be achieved through impressed current cathodic protection method for onshore pipelines and through galvanic sacrificial anode corrosion protection method for offshore pipelines. In particular, in the case of impressed current cathodic protection, isolation joint flanges should be used. However, this makes maintenance control difficult with its installation having a negative impact on price. Therefore, in this study, the most suitable methodology for onshore pipeline protection between galvanic sacrificial anode corrosion protection and impressed current cathodic protection method will be introduced. In oil and gas transportation facilities, the media can be carried to the end users via onshore buried and/or offshore pipeline. It is imperative for the field operators, pipeline engineers, and designers to be corrosion conscious as the pipelines would undergo material degradations due to corrosion. The mitigation can be achieved with the introduction of an impressed current cathodic protection method for onshore buried pipelines and a galvanic sacrificial anode corrosion protection method for offshore pipelines. In the case of impressed current cathodic protection, isolation joint flanges should be used to discontinuity. However, this makes maintenance control to be difficult when its installation has a negative impact on the price. In this study, the most suitable corrosion protection technique between galvanic sacrificial anode corrosion protection and impressed current cathodic protection is introduced for (economic life of) onshore buried pipeline.
The reel-lay method of submarine pipelines a continuous string of pipe coiled onto a reel. Assembly of this pipe that is string is accomplished onshore by welding, and nondestructive testing is carried out prior to coiling the pipe. The total length of pipes on the reel depends on the reel and pipe diameters. Pipeline installation is accomplished by uncoiling, straightening the pipe, and laying out the pipe string onto the seabed as the barge moves forward. Installation associated with coiling and uncoiling is related to the bending moment and strain relationship of the pipeline, A highgrade pipe material is required when the reel-lay method is used. This paper is concerned with the highly plastic bending moment of the pipeline, including the effect of ovality. Moment calculation in the pipe is accomplished by the numerical method, including the variable ovalities during the plastic bending of the pipe string. The new calculation method of the high plastic bending moment was applied to the reel-lay method.
A methodology based on distributed fiber optic sensors is proposed to detect the lateral buckling for subsea pipelines in this study. Uncontrolled buckling may lead to serious consequences for the structural integrity of a pipeline. A simple solution to this problem is to control the formation of lateral buckles among the pipeline. This firms the importance of monitoring the occurrence and evolution of pipeline buckling during the installation stage and long-term service cycle. This study reports the experimental investigations on a method for distributed detection of lateral buckling in subsea pipelines with Brillouin fiber optic sensor. The sensing scheme possesses the capability for monitoring the pipeline over the entire structure. The longitudinal strains are monitored by mounting the Brillouin optical time domain analysis (BOTDA) distributed sensors on the outer surface of the pipeline. Then the bending-induced strain is extracted to detect the occurrence and evolution of lateral buckling. Feasibility of the method was validated by using an experimental program on a small scale model pipe. The results demonstrate that the proposed approach is able to detect, in a distributed manner, the onset and progress of lateral buckling in pipelines. The methodology developed in this study provides a promising tool for assessing the structural integrity of subsea pipelines.
Offshore pipelines have to withstand combined actions of tension and bending during deepwater installation, which can possibly lead to elliptical buckle and even catastrophic failure of whole pipeline. A 2D theoretical model initially proposed by Kyriakides and his co-workers which carried out buckling response analysis of elastic-plastic tubes under various load combinations, is further applied to investigate buckling behavior of offshore pipelines under combined tension and bending. In association with practical pipe-laying circumstances, two different types of loadings, i.e., bent over a rigid surface in the presence of tension, and bent freely in the presence of tension, are taken into account in present study. In order to verify the accuracy of the theoretical model, numerical simulations are implemented using a 3D finite element model within the framework of ABAQUS. Excellent agreement between the results validates the effectiveness of this theoretical method. Then, this theoretical model is used to study the effects of some important factors such as load type, loading path, geometric parameters and material properties etc. on buckling behavior of the pipes. Based upon parametric studies, a few significant conclusions are drawn, which offer a theoretical reference for design and installation monitoring of deepwater pipelines.
Chul H. Jo;Young S. Shin;Sung G. Hong;Kyoung H. Min;Chung, Kwang-Sic
Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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2001.05a
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pp.254-259
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2001
There are advantages in the installation of dual subsea pipelines over two separate single lines. In many case it can reduce the cost for trench, back-filling and installation. However the installation of dual pipelines often requires technical challenges. Dual Pipelines should be placed to be stable to external loading not only during the installation but also in the design life. Dual pipelines in trench can reduce the influence of external forces. To investigate applied forces as slope changes, number of experiments are conducted with PIV (Particle Image Velocimetry) in a circulating water channel. Numerical approaches are also made to compare with experimental results. The velocity fields around dual pipelines in trench are investigated and analysed. Comparison of both results show similar pattern of flow around dual pipelines. it is proved that the trench slope affects the pipeline stability significantly. The results can be applied in the stability design of dual pipelines in trench section. The complex flow patterns can be referenced effectively linked in the understanding of fluid around circular bodies in trench.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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