發(fā)布時間：2020-10-28 04:17

　　 海底管道作為一種從近岸平臺向陸地輸送油氣的載體,由于其輸送連續(xù)、輸送量大、管理方便等優(yōu)點,在海洋工程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,海底管道所處的海洋環(huán)境一般非常惡劣,造成海底管道失效的外部環(huán)境因素有海床土壤、潮流、風(fēng)暴、波浪、渦漩、地震、浮冰、錨擊等[1]。在波浪、潮流等水動力作用下,管道附近底沙極易發(fā)生沖刷掏蝕,從而導(dǎo)致部分海底管道段懸空。懸跨段由于渦激振動等作用會產(chǎn)生疲勞破壞造成管道斷裂,引發(fā)原油外漏等海上重大安全事故。外部水動力作用下管道附近海床沖刷造成管道破壞等問題越來越引起海洋能源企業(yè)的高度重視,是管道設(shè)計、施工以及預(yù)測其穩(wěn)定性的一項重要研究內(nèi)容。對海底管-土相互作用的局部復(fù)雜問題的研究對學(xué)術(shù)界是一個挑戰(zhàn),在工程上也有極高的指導(dǎo)作用。 波浪場中海底管道周圍沖刷及波浪力機理復(fù)雜,現(xiàn)有研究對其認識還不十分清楚,不同條件下相關(guān)規(guī)律的研究有待深入。粘質(zhì)海床上的管道穩(wěn)定性問題仍沒得到解決。本文基于大型水槽試驗,模擬黃河三角洲海床,從波浪-管道-海床相互作用的機理認識出發(fā),對粉砂質(zhì)粘土底床上,裸置與埋置于海底一定深度兩種狀態(tài)下,海底管道周圍局部沖刷及波浪力進行研究分析。同時驗證關(guān)于平衡沖刷深度和波浪力計算的相關(guān)模型。 試驗研究結(jié)果表明:管道下底床沖刷存在一個平衡沖刷深度。當(dāng)沖刷達到平衡狀態(tài)時,沖刷最深的位置在管道正下方,沖刷深度由管道兩側(cè)向較遠處先變淺又變深。在管道上游側(cè)存在一個沖淤平衡點。沖刷坑在管道上游側(cè)坡度較陡,在管道下游側(cè)坡度較緩。對管道下游側(cè)的底床沖刷,當(dāng)接近平衡狀態(tài)時,繼續(xù)沖刷對以前沖刷地形有修復(fù)作用。管道下沖刷管涌的出現(xiàn)對波浪力的影響最大,當(dāng)管道下未被掏空時波浪力為正向力,隨著淘空隧道的擴大負向力表現(xiàn)越來越明顯,當(dāng)管道下沖刷達到平衡狀態(tài)時波浪力表現(xiàn)為負向力。計算附著在海床上的海底管道所受波浪力,不宜用莫里森方程。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：P754
【部分圖文】：

試驗水槽外觀裝置

10圖 1.2 試驗水槽內(nèi)部石。用照相機和攝像機拍攝波浪運動和管道周圍海床沖刷：YIH 型光纖液體界面測定儀等，波浪力數(shù)據(jù)采集儀及相.4、1.5 所示。尺選擇型試驗結(jié)果要正確反應(yīng)原型的物理現(xiàn)象和參數(shù)，必須以相礎(chǔ)，模型與原型之間應(yīng)遵守一定的相似準(zhǔn)則。本試驗研究對波浪對管道的作用力，重力是主要作用力，因此模型按照重型與原型之間滿足佛勞德（Froude）數(shù)相等。同時，考慮到、渦激力和壓力，以及管道自身的彈性，本試驗應(yīng)同時滿

地形測量控制系統(tǒng)
【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 徐繼尚;李廣雪;曹立華;楊榮民;;海底管道綜合探測技術(shù)及東方1-1管道不穩(wěn)定因素[J];海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì);2009年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 徐繼尚;粘性海床管道沖刷、自埋和安全評估[D];中國海洋大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 宋延鵬;鉆桿刺槽原因的流體力學(xué)分析[D];中國石油大學(xué);2011年

2 莊玉石;海底管線在波浪作用下的風(fēng)險分析和安全評價[D];大連理工大學(xué);2011年

3 李俊杰;粉土海床海底管線沖刷機理及防護方法研究[D];中國海洋大學(xué);2008年

4 李景陽;粉土海床波流作用下海底管道穩(wěn)定性研究[D];中國海洋大學(xué);2009年

5 喻志潔;渦激力作用下過河管道的動力響應(yīng)分析[D];浙江大學(xué);2010年

6 張樺;海底管道周圍海床沖刷及管道受力的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2012年

本文編號：2859574