SY/T 10031-2000 寒冷条件下结构和海管规划、设计和建造的推荐作法 SY/T10031-2000 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS75.180.10
备案号：6958—2000
中华人民共和国海洋石油天然气行业标准SY/T 10031—2000
代替SY/T4803—92
idt API RP 2N: 199S
寒冷条件下结构和海管规划、设计和建造的推荐作法
Recommended Practice for Planning,Designing andConstructing Structures and Fipelines for Arctic Conditions2000 - 04 - 10 发布
国家石油和化学厂广业局
2000-10-01实施
SY/T 10031—2000
API前言
政策性声明
第1章　适用范围…
1.1概述
1.2组织
1.3解释权
第2章定义·
2.1组织和协会
2.2—般定义
2.3结构类型
2.4冰的定义
第3章总体设计
3.1设计方法
3.2总体规划
3.3结构规划
3.4 巨大冰体
第4章环境考虑
4.1概述
4.2环境现象
4.3气象条件
4.4 海洋水文条件
4..5海冰条件.
4.6地质条件，
第5章
5.1概述
荷载考
5.2荷载种类
5.3风、浪和流荷载
5.4冰荷载的确定·
5.5地震荷载
第6章设计荷载和抗力
6.1概述.·
6.2荷载类型·
6.3重现期和冰荷载系数·..
6.4荷载组合
6.5强度荷载组合
6.6适用性校核…·
6.7疲劳分析.
6.8生存能力校核
6.9抗力系数-
第7章结构设计
7.1概述
7.2钢结构·
7.3混凝土结构·
7.4填土结构
冰结构
混合结构
第8章基础
概述·
耕基础·
重力式基础·
8.4带抗滑桩的重力式基础
填上结构的地基稳定性
8.6某础位移·
第9章海底管线
概述·
泳刮底·
永冻十
管线登陆·
管线安装
管线保护
监测和维修
第10章
建造·
海上作业
第11章
操作考虑·
勘测和检查
防冰系统
11.4作业和安全
第5章注释一荷载考虑
第6章注释一设计荷载和抗力
SY/T10031--2000
为适应我国开发海洋油气资源的需要，中国海洋石油总公司等同采用美国石油学会的AHIIP2N，\Recommcnded Practice for Planning, Designing and Constcting Structures and Pipelines for Aretic Conditions\ 1995乍第版，并对原等伺采用APIHP2N：1988年第一版的海洋石油天然气行业标准SY/T4803－92“冰环境条件下海上固定结构规划、设计和建造的推荐作法进行修订，作为新的中国海洋石油天然气行业标准发布。
根据国家质量技术监督局对海洋石汕天然气行业标准编号的规定，海洋石油天然气行业标准的编号应在10000号以上，内此，将本标准原缩号改为$Y/T10031-2000。考虑到本标准内容的增加和应用范围的扩大，标准名称也相应地改为：“寒冷条件下结构和海管规划、没计和建造的推荐作法”。
同上版相比，新版标准所增加的章节内容主要包括：应用于荷载抗，力系数法设计的第六章“设计伺载和抗力”：有关海管规划、设和建造的推荐作法的第儿章“游底管线”：第五竞注释“荷载考虑\利第八章注释“设计荷载和抗力“以及介绍有关寒冷地区数据资源的附录A等。为便于使用者查阅，本标准章节的编排与原文相同，未作改动。在海洋石油、大然气开发工程设计、建造利使用中涉及原标准所在国政府或其他主管当局的法令、法规和规定时，一律按中华人民共和国政府或政府主管部门频布的应法令、法规和规定执行。原标准中关于风，浪、流、冰、温度、地震等环境条件的数据或定量计算的方法，凡切合我国实际的均川参照使用：否则，应使用符合我国环境条件实际的数据和定量计算方法。本标准的计量单位以法定计量单位为主，即法定计量单位值在前，将英制单位的相应值标在其后的括内。
为不改变原标准中公式、曲线的形状特征、常数和系数，凡使用英制单位的，仍滑用英制单位本标准2000年04月10日发布，2000年10月01起实施：本标准出中国海洋石汕总公司提出并归口管理。本标准编译单位：中国海洋石油生产研究中心。本标雄主要编译人：十兆吉。
本标准主审人：李玉珊。
SY/T 10031—2000
API前言
本推荐作法包括对寒冷地区系统规划、设计和建造的专门考虑。本推荐作法同API的其他适用的标准和规范一起使用,如 AFI RP 2A 或 RP 1111,将有助于对寒冷地区系统的设计提供指导c本推荐作法适用于寒冷环境下的如下系统：用作勘探钻井和生产平台的海上混凝土结构，钢结构和混合结构，砂人工岛和砾石人工岛；用作勘探钻井平台的海上冰人工岛；近岸堤道；
●海上管线；
登陆管线，
本推荐作法由API有关海洋结构和寒冷环境系统标准委员会负责解释。本推荐作法代替1988年6月 1 日生效的 API RP 2N 第一版和 1982 年 1 月发表的 Bulletin 2N第一版。本推荐作法涉及的这些系统和各种材料要求不同的设计方法，因此，理解有关不同设计方法的相应考愿是重要的，
本推荐作法试图体现有关寒冷和次寒冷区近海结构规划、设计和建造的最新技术。尽管有些资料仍有专利权，供是如果认为适宜时，本推荐做法仍把它们同那些不具专利权的资料一样地加以引用。本推荐做法还在最大可能的范围内体现了在寒冷和次寒冷区海域内最新的结构设计、建造和操作中得出的经验。在今后寒冷和次寒冷区结构的设计中，应用这些经验和开展专门研究及开发工作是受到鼓励的API出版物可供任何愿意使用的人使用。学会已作了不懈的努力以保证出版物数据的精确性和可靠性。但是，学会对这些出版物不作代理、保证和担保，并特此明确表示，对于使用这些出版物而造成的损失或损坏，对于与任何联邦、州的或市的法规有矛盾而发生的任何违法，API均不承担任何义务和责任：欢迎修改建议并请提交给美国石油学会勘探开发部，地址：1220LStreet，N.W.，Washington，D.C20005
SY/T10031—2000
政策性声明
API各种出版物仅针对一般性质问题。涉及特定问题时，应查阅地方，州和联邦政府的有关法律和条例
API不为演主、制造商和供应商承担对他们的庭员和在场其他人员的健康、安全风险以及预阴措施边行告诚、恰当地训练或装备方血的义务，也不承担他们对地方、州或联邦政府的法律责任对特殊材料和工艺所沙及的安全和健康风险及相应预防措施的资料应从提供该材料的庭主、制造商或供应商处获得,或参着材料的安全数据表。API出版物的内容不能以任何含蓄的或其它的方式解释为授子任何权利去制造、销售或使用任何专列证书中包括的方法、设备或产品。本出版物中的任何内穿也不能解释为可开脱任何人仪犯专利证书所投权利应承担的责任。
通常，API标谁至少每五年进行一次复审，并进行修订，重新认楚或撤销。有时，这个复简周期可延长-次，延长期最多两年。作为现行API标准，本出版物从出版之几起的有效期不超过五年，除非再版时授权延长有效期，本出版物的发行状况可从API编辑部[电话（202)682-8000]查明。API（1220T.Stmct，VW，，Washington，D.C.20005)出版物利资料目录每年出版，每季更新这份文件是按照API标准化程序制订的，该程序保证在起草的过程中有适当的通告及参与，并被指定为AI标准。有关这份标准内容的一些解释方面的问题或有关这份标准起首程序方面的意见和问题应古接发给编辑部负责人（在本文件的标题贞中），美国石油学会，1220LStreet，N.W.，Washington，I.C2X015。申请再版或刘本文件的全部或部分章节进行翻译同样应致电该负责人，以使得到批准。API规范可供愿意执行规范的任何人使用，本学会已作不解的努力以保证本规范数据的准确性和可靠性，但是，本学会对出版的任何API规范不代表、保证或担保，并特此明确表示：对于因使用API规范而造成的损失或损害，对于因使用可能与任何联邦政府、州或市政法规有抵触的API规范而违犯这些法规API均不承扭任何义务或资任。
AFI标准的出版是为了促进被证实的、可靠的1.程和操作实践的广泛应用，不论这些标准被应用于何时、何地，它均无意于排斥可靠工程判断的应用。API标准的公式和出版物均无意于以任何方式禁止任何人使用其他任何规范标准。
任何标有API标志的设备或器材的制造商，应对产品符合AP规范的要求负完全货任，美国右油学会不代表，不保证或担保这些产品慵实符合适用的API规范。中华人民共和国海洋石油天然气行业标准寒冷条件下结构和海管规划、设计和建造的推荐作法
Recommended Practice for Planning, Designing andConstnectng Sinuctures and Pipelines for Anctic Corditions第 1 章 适用范围
1.1概述
SY/T 10031—2000
代替 SY/T 4803—92
idt API RP 2N: 1995
1.1.1本推荐作法包括对用于寒冷地区结构系统规划、设计和建造的专门考虑。本推荐作法同API的其他适用的标准和规范一起使用,如 AF1 RP 2A 或 RP 1111,将有助于对寒冷地区系统的设计提供指导,1.1.2本推荐作法适用于寒冷坏境下的如下系统：用作勘探钻井和生产平台的海上混凝土结构，钢结构利混合结构,砂人工岛和砾石人「岛；用作勘探钻井平台的海上冰人工岛；●近岸堤道；
海上管线；
●登陆管线
1.1.3本推荐作法涉及的这些系统和各种材料要求不同的设计方法，因此，理解有关不同设计方法的相应考虑是重要的。
1.2组织
1.2.1本推荐作法试图体现有关寒冷和次寒冷区近海结构规划、设计和建造的最新技术。尽管有些资料仍有专利权，但是如果认为适宜时，本推荐做法仍把它们同那些不具专利权的资料一样地加以引用。本推荐做法还在最大可能的范围内体现了在寒冷和次寒冷区海域内最新的结构设计、建造和操作中得出的经验。在今后寒冷和次寒冷区结构的设计中，应用这些经验和开展专门研究及开发工作是受到鼓励的。1.3解释权
1.3.1本推荐作法内API有关海洋结构和寒冷地区系统标准委员会负责解释。本推荐作法代替1988年6月 1 日生效的 API RP 2N第—版和 1982 年 1月发表的 Bulletin 2N 第--版。国索石油和化学工业局2000—04—10批准2000-—10—01 实施
2.1组织和协会
NAVFAC
2.2一般定义
美国船级社
美国泥凝工学会
美国钢结构学会
阿拉斯加油气协会
美国石油学会
SY/T10031—2000
第2章定义
北极石油操作者协会（现在与加拿大石油协会合并)美国土木工程师学会
美风机械1程师学会
美国材料实捡学会
美国焊接学会
(美国陆军)寒冷地区研究及工程实验室加阜大石油协会
如拿大标准协会
挪威船级社
(英国)能源部
国际预成力联合会
国际水利研究协会
（美国)防腐蚀工程师协会
(美国)海军装备词令部
挪威十工技术学会
海洋力学和寒冷地区工程
赛冷条件下港和海洋工程
2.2.1冻结（adfreeze)：冰和结构表面之间的粘接。2.2.2径厚比（aapectralio)：结构直径与冰厚之比。2.2.3大气区（atmnephericzone）：在飞溅区以上的结构部分2.2.4c轴（e-axis)：垂直于六角形基本结晶面的主结晶轴。基本结晶面之间的原了结合力相对较弱。2.2.5结（consolidation）：冰体的结冰过程或冰体中空隙水的析出过程，或者是冰块之间或十体颗粒之间的冻结：
2.2.6人造冰(constnucted ine)：有意识地在表闻浇水、喷水，在下表面用对流热传导元件或其他方法形或的冰。
2.2.7蠕变(creep)：在应力大小不变的状态下，应变随时间增加的变化。2.2.8天然≤水合物（ashylmtes）：冰状周体，由水和被溶解的气体分子组合构成，能在冰点以上保持稳定：
2.2.9剂底（gouging）：海底被冰休利削2.2.10永冻士（pemafrost）：七体局部或全部与整年不解冻的孔隙水冻结在一起，永冻土可以是天然的也可以是人造的。有时永冻土定义为0℃以下的土。在本文件中，永冻士是指与冰冻结在一起的土，2.2.11孔隙率（porosity)：冰的孔隙率是指其孔隙体积（气体和液休）与冰样总体积（固体、气体和液体）之比，土的孔率是指其孔隙体积（气体和液体）与土体总体积（固体，气体和液体）之比。孔隙中可能含有2
空气、雪或水。
SY/T10031—2000
2.2.12冲刷(sxur):由波浪和潮流作用产尘的土的冲蚀2.2.13熔结（sintering）：表示冰块连接程度的特性，它取决于接触压力、温度和时间2.2.14“飞溅区splash aone):由于潮汐、波浪和浪花的作用,结构遭周期性浸湿和十燥的部分。2.2.15全浸区（submergedzone）：处于飞溅区以下的部分，2.3结构类型
2.3.1沉箱（caisson)：沉箱结构是一个既是基础又是.上部结构的支撑构件。2.3.2顺应式平台（compliantplatform）：顺应式结构是一种其有很大柔性的坐底式结构。2.3.3填土结构（cHrihill slrur:lure)：由砾石，砂或其它填土材料建成的重力式结构。2.3.4浮式结构(floating structure)：漂浮着的结构。2.3.5重力式结构（gravily slruclure)：重量山海床支撑并能同时抵抗坏境水平力的结构。2.3.6牵索塔（lyellower)：牵索塔结构是一个主要由牵索系统来承受水平荷载的钢圆管框架2.3.7混合结构(hyhridstructure)：由网种或两种以上结构炎型或材料组成的结构，2.3.8冰结构（irestructure)：冉天然汰或人造冰构成的浮式或若底式结构。2.3.9锚泊结构（mooredsbructure）：由锚缆固定的浮式结构2.3.10导管架（template）：导管架结构山导管架或用钢管炼接而成的空间框架组成，它们打桩时桩的导向架和的侧问支撑：
2.3.11张力腿平台（Iensionlegplatfom)：张力腿平台是由垂自的张力缆固定在海底的一种浮式结构。2.3.12塔（tower)：塔结构是由少数大直径的腿柱组成的结构。2.4冰的定义
2.4.1海冰类型
2.4.11村状/定向冰（columnarforientedice）：C轴在水平而内指向同方向的柱状结晶冰，2.4.1.2柱状/定向冰（xlurmar/randomicn）：心轴在水平面内任意指间的柱状结晶冰，2.4.1.3当年冰（first-yearice)：冰龄小于一年的冰。海冰含盐水包而淡水冰则不含2.4.1.4粒状冰（eranularice)：具有颗粒品体的冰。通常晶体问C轴没有特定的方向2.4.1.5多年冰（multi-ycarice）：经过--次或多次冻融季节后由于盐水的排出而含盐量降低的冰2.4.2冰区
2.4.2.1活动区（activezome)：存在冰运动利变形的区域。2.4.2.2固定冰（faatire）：保持与海片、岛屿连接或差底的任何类型海冰。2.4.2.3接岸冰（landfastice)：保持与海岸连接的任何类型海冰。2.4.2.4密集冰（rackice)：除固定冰或在过渡区的冰以外儿它区域的冰2.4.2.5过渡区（transiliunzune)：存在」固定冰和密集冰之间的冰区，通常已发生很大的变形，它的宽度随季节和年度变化，可以从数百英尺到数十英里。在这个区域中邻近于若底的部分可以发现固定冰（过渡区也称为剪切区或Stamukh:区）。2.4.3 开片
2.4.3.1未封冰水道（openlead)：在海冰中基本上是一条狭长的口，2.4.3.2冰窟（pnlynya)：在海冰中较大面积的开口2.4.3.3重新冻结水道（refrorenlead)：已经冰封的水道，但冰比较平整：冰厚从几英寸到儿英尺不等，2.4.3.4冰缝（slot）：冰排上的人T开口：冰缝可以是湿的（完全用穿冰），也可以是局部冻结的或十的（部分贯穿球）。
2.4.4呈面积分布的冰
2.4.4.1交错重叠冰（Gngerrding）：沿两块薄单层冰的公共边界相F交替重选的重叠冰，2.4.4.2大冰排或小冰排（floesorpans）：大冰排是不同海连接的大冰板，小冰排是小的冰板。3
SY/T10031-2000
2.4.4.3冰山（ireberg）：来源于冰川或大陆架冰源的巨大冰体（从冰源自由断裂而米）。2.4.4.4冰岛（ice island)：从大陆架冰源来的扁平状的冰山：2.4.4.5多年大冰排(multi-year flne)：经受过一个或多个融化季节的大冰板。人冰板可能包括夹在里面的冰脊，该冰脊具有风化的成圆形的、固结的帆和相对结实的龙骨。2.4.4.6重叠冰（rafted ice）：内两层或多层单层冰上爬重叠而成的冰排2.4.4.7碎冰场（ruhhle field)：基本作为连续体漂浮在一起的碎冰块区，碎冰场可能包含几个邻近生成的冰脊。碎冰场可能包含若干个漂浮的碎冰堆。2.4.4.8碎球堆（rubblepile)：呈面积分布而不是呈线性分布，由不同形状的被碎冰块构成的着底冰体。2.4.4.9单层冰（sheet ice)：整个冬季连续生长的、相对未受扰动的、平整的当年冰2.4.5呈线状分布的冰
2.4.5.1压缩冰脊（compression ridge）：主要由两个相互撞击的单层冰的压和弯曲而形成的当年冰脊单层冰之间相对运动的方向垂直于它们的同边界。冰脊通常是由松散堆积带棱角的冰块织成，趋问于成为正弦曲线的线状分布。
2.4.5.2当年冰脊（firsl-yearridge)：由带棱角碎冰块形成的仅当年存在的冰脊2.4.5.3冰脊（iceridge）：由两个单层冰之间的相对运动所产生的呈线状分布的冰体。根据单层冰边界的相对运动方向的不同所形成的冰脊通常称为压缩冰脊或剪切冰脊。2.4.5.4多年冰脊（rmulti一year ridge）：经过一个或多个融化季节的冰脊：2.4.5.5冰脊龙骨(ridgekeel)：冰脊延伸到水线以下的部分。龙骨可能会冻结（固结)到--定深度：2.4.5.6冰脊帕帆（ridge Bail)：冰脊延伸到海面以上的部分：当年冰脊的帆通常由松散堆积的冰块组成。在多年冰脊中，出于夏季的融化和冬季的重新冻结作用使其帆变得平滑竖固。2.4.5.7剪切冰脊（shearridge)：由两个挤在一起的单层冰沿其公共边界滑动而形成的当年冰脊。冰的滑动锯磨碎冰块并且形成呈直线而不是正弦曲线的分布。4
3.1设计方法
SY/T 10031-2000
第3章总体设计
设计是选择环境标准利结构的形状、尺寸、材料及建造方法的过程，以便它可靠地、经济地实现要求的功能。设计规范和推荐作法能协助工程帅捷出达到容计安全水平的方法。本推荐作法提供了在寒冷地区结构和管线设计中对环境、海冰和永冻上的考虑。在可能的情况下，为得到一致的安全度标准，本推荐作法推荐使用荷载抗力设计法和经修正的极限状态设计法。本推荐作法也认可使用包括工作应力法和极限状态法在内其它的设计方法，以便设计者可以使用适合他的设计的作法和规范。当同时使用不同的设计方法时，应注意避免产生设计上的不协调，例如，当设计者使用不同的设计方法进行刚结构和混凝土结构地基和基础工程以及其它工作的设计时，就有可能产生设计上的不协调，必须止确理解不同设计方法中有关安全系数、荷载系数和材料系数的应用。本推荐做法是一个指导性文件。设计者有责任使他的设计具有足够的安全度。3.2总体规划
3.2.1概述
寒冷环境较温暖地区对结构或构筑物的规划考虑要求史多、更高。这些考虑与经常发生的极端低温的自然过程，以及在此条件下系统、设备和人员的状态有关3.2.2环境限制
在冰和冻上层不稳定时的恶劣气候或季节会限制通向结构或设施的外通道。需要考虑结构或设施受到限制的外通道，极端寒冷的温度和有限的光照时间。同类似较温暖环境条件下作业相比较，储存空间、设备备用率和生活娱乐设施均需增加。另外，避免积雪和结冰的需要也可能会影响位置、方向、构筑物的支撑和其它设备。3.2.3温度的设计考虑
在设计和规划过程中温度效应是很重要的。通常温度问题与以下儿个因素有关：结构受热部分同其周环境之间的巨大温差：海管和立管中热油同其周围永冻土之间的巨大温差；春穿过永冻土和冰结构进行钻井；引起永冻土增厚或减薄的设施或结构的安装和作业；●支撑管线和桩的水冻上；
参支撑车辆或其他载荷的永冻土或冰；冰用作结构材料
由于关断立管、隔水套管或海底管线而引起的温度变化会导致其膨胀和缩短，因此，经常需要采取适当数量和质量的保温构造。
3.2.4泄漏和污染
因为常常需要完全封闭的空问，因此应考虑在上述空间内安全处理泄露污染的方法。结构设计还应提出控制和清除原油泄露的设备和工艺要求：3.2.5维护
一般，应有相应的维护措施以轻下述影响：?钢材的腐蚀；bzxZ.net
钢材和混凝土的磨损：
结构或管道基础支座受融化沉降或冻结拱起的摄坏；削弱冰支撑的冰道和冰岛的解冻和融化；由于冰障的融化、解冻或侵蚀而削弱了的防护系统；5
人工岛或堤道护坡的冲制和磨蚀，SY/T 10031—2000
当这些影响较大时，设计和规划应提供这些系统的维扩设备和程序，当使用主动的防护系统时，该系统将要求可靠的维护设备和程序，并成包括在设施的设计中。3.3结构规划
在设计和规划过释中，寒冷地区结构物冰岛或砾石岛筛要另外的要求，3.3.1设备布宵
生产功能（如钻并，采油)决定由结构支撑的主要设备的数量，寸和布置。设备的布置应考虑周围的工作空问适当的间隔距离,以便安全操作。3.3.2设备和供应品的运输和存放在规划阶段对搬运主要设备和贮存供应品的设施应予以专门考虑。根据设计要求，主要设备搬运设施可以包括御载码头、结构的斜滑道、储存区域、供应品和设备的处理。3.3.3开门
有关并口的资料应综合到规划过程中么。如果预测钻井和采油作业或因结构的安放而会引起周围土的变化，则应对结构与隔水套管的柜互作用给予特别注意，例如，对结构利井之间的位移差必须留有余量，如果在安装位置出现气体水合物应考患汽化的可能性。3.3.4管线的立管和导管
在设计中质考虑线的文管和导增的数量尺动和莅算。如果有冰刮尚融，管线的守管和导誉必须包在结构之中，并必须从海底以下进人结构。3.3.5运输和安装
结构的安装和运输，起浮和证移作业应在设计和规划阶段避行考患，这包括：运输和安装期间的冰阻力和被浪动方响应；注水或排水所要求的管网和密封装置；灌浆管网：
仪表和监视设备；
●拖航和安装辅劝设备：
整体稳性和破舱稳性。
制造场地和安装地点的温度差异，通常对金属、液体、润滑剂和其它材料悬一个重要的考虑：3.3.6波浪和冰间隙
由于某些寒冷地区结构布置的关系，需对波浪」涌和冰上爬时甲板的净空问题作专门考虑。3.3.7安全
在恶劣的气候条件和封闭的丁作空间下，结构仅有有限的外部通道，对这一情况要求作出特殊的规定，以使在发生火灾或爆炸事故时保证结构的完整性和人员的安全：为了保证寒冷地区结构的完整性，应规定用防护挡板隔离爆炸火灾。在某些情况下，应有井喷控制台，以控制引寻爆炸力及其影响。还应且有烟的控和人员撤离的于段。即使在海冰出现在结构周围时，消防设计也应考虑到在任何时候有是够的水供应。
3.4巨大冰体
3.4.1概述
巨太冰体可能意味着异常级别的荷载：对此可能要作出决定，结构及设备承受遭受损伤或破坏的风险，而不能危及人员生命或环境破坏。应研究制定遭讷述时完整的应急和响应规划。这样的规划应包括组织机构、人员职责和详细步骤。该规划应包括对冰休可能的破坏增加监视，主动防护系统及关并和放弃设施的现定：
3.4.2监视
对口大冰体进行例常的监视是有益的，这可以预计其未来的运动和识别它们的数量，位置和速度。利5
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。