發(fā)布時間：2020-10-11 17:25

　　 海底油氣管道是深海油氣輸運的重要生命線,作為一種將油氣從近岸平臺向陸地的輸送方式,因其連續(xù)性好、運輸量大、管理方便等優(yōu)點,在海洋油氣工程中得到了廣泛的應用。由于海底管道輸運的距離很長,經歷崎嶇的海底地形、有變化很大的起伏,海底管道容易形成局部的懸跨,而且海底管道所處的海床在各種機制的作用下,即便是在極緩的坡度下也可能會發(fā)生滑坡。海底滑坡產生的泥流沖擊懸跨管道,影響海底管道運營的穩(wěn)定與安全。因此有必要對海底滑坡產生的泥流對海底管道的沖擊作用進行研究,以當前較為通用的計算流體動力學軟件FLUENT為平臺,針對泥流區(qū)別于普通海水的特點,采用Power-law模型和Herschel-Bulkley模型描述快速滑動泥流,建立非牛頓流體沖擊管道的二維和三維模型。通過與前人縮尺試驗結果對比驗證,說明采用Power-law流變時的二維模型模擬泥流沖擊管道的合理性。并對前人擬合流變公式的相關參數進行了敏感性分析。計算分析了海底滑坡產生泥流沖擊懸跨管道的受力特性,重點分析了泥流沖擊管道時管道拖曳力系數和垂向升力系數等目標量的變化規(guī)律。在獲得泥流沖擊管道受力作用規(guī)律的基礎上,利用海底滑坡體演變成的碎屑流、泥流和濁流的特征性質,對其中泥流、濁流和普通海水對管道的沖擊作用進行了比較研究,討論了不同黏土含量下,流變參數不同時泥流對管道沖擊作用的影響。面向典型海況下,對比泥流和普通海水沖擊管道時的差異,為工程中的管道安全性分析提供指導性意見。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P756.2
【部分圖文】：

采和運輸的設施和設備中，海底管道能高效快速的將海底油井生產的石油和天然??氣等資源運送到陸地上，具有安裝方便、造價便宜和運輸效率高等優(yōu)點。海底管??道已作為海洋油氣資源運輸系統(tǒng)的關鍵組成部分，如圖１－１所示，是海底能源物??質運輸的大動脈，被喻為“海洋油氣生命線”??圖ｉ－ｉ海底管道系統(tǒng)??１??

運動形式又可分為兩種：平移滑動及旋轉滑動。其中，滑移體流動又可進一步分??為：崩塌流、碎屑流、泥流。并且，滑移體在滑動到一定程度后，由于與周圍的??水體不斷摻混，進一步演變成了濁流（圖１－３所示）。??３??

圖２－１常見的流變模型的剪切應力與應變率之間的關系??表２－２泥流組成參數表???Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ｂｙ?ｍａｓｓ??ｐ??Ｓｌｕｒｒｙ?，?，、??Ｃｌａｙ?Ｗａｔｅｒ?Ｓａｎｄ?（Ｋｇ／ｍ３）??１０％Ｃｌａｙ?１０?３５?５５?１６８１．０??１５％Ｃｌａｙ?１５?３５?５０?１６８５．７??２０％Ｃｌａｙ?２０?３５?４５?１６８７．７??２５％Ｃｌａｙ?２５?３５?４０?１６８９．６??３０％Ｃｌａｙ?３０?３５?３５?１６９１．６??３５％Ｃｌａｙ?３５?３５?３０?１６９４．０??
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本文編號：2836891