SY/T 7445-2019 水下脐带缆终端（SUT）设计推荐做法

ICS75.180.10
E94 SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T7445—2019
水下脐带缆终端(SUT)设计推荐做法
Subsea umbilical termination (SUT)design recommendations

2019-11-04发布 2020一05-01实施
国家能源局 发布

1范围
本标准旨在为UT设计提供最好的实践技术指南，以便帮助在设计阶段做出有依据的选择。
本标准配合API TR17TR9使用。API TR17TR9强调了高功能性脐带缆终端的技术及商业风险，在脐带缆及SUT计划、选择及设计阶段做出的早期决策的可能影响，并为SUT的规格和尺寸选型提供指导。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
API Spec17D水下生产系统的设计和操作水下井口装置和采油树设备(Design and operation of subsea production systems-Subsea wellhead and tree equipment)
API Spec17E水下脐带缆(Specification for subsea umbilicals)
API Spec17F水下生产控制系统(Specification for subsea production control systems)
API RP17H水下生产系统的水下机器人(ROV)接口[Remotely operated vehicle(ROV)
interfaces for subsea production systems]
API RP17P水下生产系统的设计和操作水下结构物及管汇(Design and operation of subsea production systems-Subsea structures and manifolds)
ASME B16.5管法兰及法兰式管接件(Pipe flanges and flanged fittings,NPS1/2 through NPS24
metric/inch standard)
ASME B16.47大直径管钢制法兰(Large diameter steel flanges,NPS26 through NPS60 metric/inch standard)
ASME B31.3工艺管道(Process piping guide)
DNV-RP-B401阴极保护(Cathodic protection design)
DNV-RP-Fll2暴露于阴极保护的双相不锈钢设备设计(Design of duplex stainless steel subsea
equipment exposed to cathodic protection)

3术语、定义及缩略语
下列术语、定义和缩略语适用于本文件。
3.1术语和定义
3.1.1
限弯器bend limiter

限制脐带缆弯曲半径的装置，采用机械方式。由一系列互锁的金属或聚合物环组成，设计为在预定半径锁定。
注：该装置也被称为“弯曲限制器”。
3.1.2
防弯器bend stiffener
通过增强局部刚度的方式来控制脐带缆弯曲应力的装置。安装在脐带缆上的模注成型装置，需根据情况进行加强。
注：该装置也被称为“弯曲应力释放器”。
3.1.3
隔板bulkhead plate
安装或定位一系列液压、电力、光纤连接器的板状结构。
3.1.4
牛鼻终端bull nose termination
将脐带缆拉入海面上生产设施的末端端头。
注1：该装置也被称为“拖拉头”。
注2：“牛鼻”指该端头的结构部件，包括拖拉孔。安装过程中牵引线与拖拉孔相连。
3.1.5
连接器connector
连接在电缆或光缆末端的装置，能确保快速、安全的连接和断开。
注1：连接器可为固定设计[安装在隔板或多路快速连接器(MQC)上]或非固定（自由式）设计；这类连接器可以是插头或插座结构。
注2：UTA上的连接器是潜水员或ROV操作的湿式连接器。
3.1.6
接头（液压）coupler(hydraulic)
液压元件之间压力密封的机械式配件，通常在公称压力下连接。
注：接头通常集成安装在插接盘上，见MQC。

3.1.7
接头浮动coupler float
考虑到对中和制造公差，液压接头安装在MQC盘上时允许的自由活动。
3.1.8
设计工作压力design working pressure
软管或钢管能够连续工作的最大工作压力。
3.1.9
电缆及光纤终端electric and fiber optic termination
电缆或光缆的终端。
3.1.10
UTA起始端铺设first end lay UTA
和脐带缆安装顺序有关，UTA在脐带缆之前入水，且通常由安装船吊机支撑。
注：同终止端铺设相比，此时UTA的载荷一般较低。
3.1.11
飞线（跨接缆）flying lead(jumper)
由液压管、化学药剂管、电力电缆、信号电缆和光缆中的一种或多种混合组成，用于连接多个水下设备。
注1：这类脐带缆跨接线一般相对较轻，因此可以从海床上的下放篮里抓起并拖放到位。

注2：该装置也被称为桥接跨接线。
注3：飞线可设计为通过水下机器人(ROV)或遥控操作工具(ROT)辅助安装操作。
3.1.12
分支脐带缆infield umbilical
该脐带缆用于水下对水下连接，由连接到水面设施的脐带缆分出。
注：有时也称为静态脐带缆。
3.1.13
逻辑盘/逻辑帽logic plate/logic cap
移动端及固定端MQC盘总成，可安装在UTA上，通过该装置可对UTA内部的所有或部分脐带
缆功能单元进行切换倒通。
注1：移动端MQC逻辑帽具有多个回路，将输入接头（来自脐带缆）连接到输出接头（连接到UTA输出盘），后期可重新布置，如管线堵塞的情况下，可使用备用管线。
注2：收回移动端MQC逻辑帽后，回路的重新布置可在甲板进行。
3.1.14
单线接头mono一coupler
用于单条液压管线的连接器（水下插接式连接器）。
3.1.15
多路快速连接器multi quick connector(MQC)
由配对的两个插接盘子总成组成的多路连接器结构，其中每个插接盘由多个液压或化学药剂（或电缆、光纤)接头的一半构成，每个接头承担一个单独的功能。当两个插接盘插接时，其上相应的接头同时对接。
注1：实际绝大多数MQC盘仅输送液压和/或化学药剂。
注2：该装置也被称为多路接头，液压连接盘或ROV插接盘。

4UTA布置
4.1概述
本章重点介绍可直接影响UTA配置及尺寸的特性，宜给予适当考虑。这些特性主要分为以下三类，以便简化及归类相似特性：
机械考虑因素。
控制功能。
控制部件。
4.2机械考虑因素
4.2.1物理配置
UTA具有多种形状、尺寸，取决于实际的脐带缆功能规格及控制系统的功能要求。控制系统为水下生产系统提供相关功能。除脐带缆系统提供的水下控制功能，UTA还要充当脐带缆的吊装、搬运及安装夹具，因此该单元四周会布置若干机械吊装及安装/拉入接口。
如UTA单独安装且可从水下基础结构回收，则要提供UTA与基础结构之间的接口，使安装、回收及重新安装更为简单，风险更小。
虽然许多UTA将控制输出分散布置在UTA的每一侧，但这并不是唯一的布置方式。如对被考虑的单元可行，控制输出可布置在UTA顶部。如水下生产系统功能或油田布置要求所有输出分布在UTA的一侧，与输出分布在UTA两侧相比，UTA会更长。
第6章给出了目前生产的典型的UTA几何布置的深度解析，所述布置方式也不是唯一的。
4.2.2潜水员UTA
和ROV UTA不同，潜水员UTA根据其提供服务的具体要求可具有相同的形状和尺寸范围。他们使用潜水员可连接的连接器、单线接头及较小的潜水员可操作MQC总成。对潜水员UTA,无需考虑ROV通道，但应考虑潜水员对单线接头、隔离阀及所有控制功能进行干预和操作的路径。

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4.2.3
静态/动态脐带缆
脐带缆类型（静态或动态）对UTA布置的影响不是主要设计考虑因素。UTA“盒子”的基本尺寸从根本上来说是由功能因素、机械提升等级及安装设备限制（如V闭合张紧器的最大孔径），而不是脐带缆类型决定的。
当动态脐带缆使用其全动态截面与UTA端接时，UTA和脐带缆之间的STI接口可能会更大。脐带缆的动态部分会进行机械加强，以抵抗产生的弯曲载荷。但是动态脐带缆会在海床接触点之后转为静态截面（减少机械加强），因此更典型的情况是采用较小的静态脐带缆TI接口。
4.2.4分支脐带缆
宜考虑分支脐带缆的安装方向，以及脐带缆各端宜适合起始端铺设，还是终止端铺设（或两者均可)。如UTA需要回收，其与终止端铺设的载荷情况相似（单过程相反），应考虑相关需求。因此设计时宜考虑终止端铺设最严苛的载荷情况，以便覆盖所有意外情况。

投稿会员：芳华