海底管道—流体—海床相互作用机理和监测技术研究

发布时间：2020-12-14 22:38

　　海底管道被称为海洋油气田开发的生命线工程，它的安全可靠运行是海上油气田正常生产的根本保证。本文以国家“863计划”子课题“长距离海底管道分布式光纤传感技术”（2001AA602022-1，2001AA602210-1）为依托，在海床液化、海底管道局部冲刷、悬跨海底管道涡激振动、海底管道结构—流体—土共同作用等方面进行了深入地研究；针对海底管道破坏因素，在开发长距离光纤传感系统的基础上，进行了静态和动态应变监测的标定试验。本文的主要研究内容有：采用Biot动力固结有限元法对波浪荷载下海床土体的响应规律进行研究，分析了波浪荷载下超静孔隙水压力、有效应力的分布规律，提出了波浪荷载下均质弹性海床液化条件和液化深度计算方法。同时，研究了液化土体粘滞系数估算方法，探讨了海床液化对海底管道的影响。设计了一种新型的海底输油管道水槽冲刷试验模型，研究海底管道与砂床之间存在不同间隙时砂床起动流速的变化规律，探讨了海底管道底砂床砂粒起动的机理，提出了微小间隙时海底管道局部冲刷起动流速的拟合公式。基于κ-ω模型提出了综合考虑近壁流速和湍动能的组合流速和修正Shields数，并据此分析了局部冲刷起动状态和发展过... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：166 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

美国管道事故统计

图 1.2美国管道事故损失统计 Fig.l.2LossstatistiesofPIPelinesaeeidentsinUSA图1.1和图1，2给出了美国管道事故数量和损失的统计。海底管道的安全性已成为影响海洋油气开发正常运行的关键，日益受到重视。欧洲输气管道事故数据组织统计了1970年至今的管道事故，认为1970一2001年输气管道事故发生概率为0.44次/(1000knl.年);而随着监控技术的发展2003年以前的五年，输气管道事故发生概率降至0.20次z(1000玩·年)[’一5]。腼系月方i店动画环)j柞漪;一面而蚀-一~石真他万下一百嗓作灭谋到墅线置越阻遇握缝丛胆一鱼没备选夔_________」

6家欧洲主要天然气储运公司发起了一项收集管道输送系统意外事故数据的活动，成立了欧洲输气管道事故数据组织(EGIG)。该组织对 1982年以来的海底输气管道失效原因作了统计[’一61(见图1.3)。第三方活动(包括抛锚、拖网等)、管道的内外腐蚀、自然灾害(包括管道因冲刷而引起的悬跨破坏)是引起海底输气管道失效的三大主要原因。美国运输部(DOT)研究与特殊项目委吴任弊:海底管道一流体一海床相互作用机理和监测技术研究

【参考文献】：
期刊论文
[1]滩海海底管线悬空问题治理对策[J]. 孟凡生,徐爱民,李军.  中国海洋平台. 2006(01)
[2]单向水流作用下近壁管道横向涡激振动实验研究[J]. 杨兵,高福平,吴应湘.  中国海上油气. 2006(01)
[3]我国油气长输管道的建设与发展[J]. 李顺德.  油气田地面工程. 2005(11)
[4]海底管跨涡激振动疲劳可靠性研究[J]. 余建星,俞永清,李红涛,吴海欣.  船舶力学. 2005(02)
[5]我国海洋石油油气储运回顾与展望[J]. 李宁.  油气储运. 2003(09)
[6]海底悬跨管道动力响应的试验研究和数值模拟[J]. 李昕,刘亚坤,周晶,马恒春.  工程力学. 2003(02)
[7]平湖油气田海底输油管线临时修复方法[J]. 许文兵.  中国海洋平台. 2003(02)
[8]海底管线管跨段涡激振动响应的实验研究[J]. 余建星,罗延生,方华灿.  地震工程与工程振动. 2001(04)
[9]海底管线管跨段涡激振动下模糊可靠性评估[J]. 罗延生,余建星,方华灿.  中国海洋平台. 2001(04)
[10]海底管道振动对砂基淘蚀影响的试验研究[J]. 申仲翰,刘玉标.  中国海上油气.工程. 2000(02)

博士论文
[1]海底管道的健康监测系统与评估研究[D]. 邵剑文.浙江大学 2006
[2]超长距离分布式光纤传感技术及其工程应用[D]. 刘德华.浙江大学 2005
[3]海底管道分布式光纤传感技术的基础研究[D]. 张恩勇.浙江大学 2004
[4]波浪作用下海床动力响应与液化的数值分析[D]. 王栋.大连理工大学 2002



本文编号：2917135