海底管道淘空机理数值分析

发布时间：2021-06-13 03:00

　　对海底管道周围流场进行数值模拟,总结在不同管道裸露阶段的泥沙冲刷模式,探讨管线冲刷淘空的机理,并分析不同冲刷深度、流速和管径大小对冲刷淘空的影响。研究发现随着冲刷深度的增大,冲刷速度变慢,而管径和流速越大,冲刷强度越大。 

【文章来源】：中国海洋平台. 2020,35(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

裸露1/3管径的速度分布云图

裸露1/3管径的速度矢量图

图2 裸露1/3管径的速度矢量图随着冲刷的进行，管道裸露2/3管径至全部裸露，管线周围的流场分布如图4～图9所示。旋涡的脱流点逐渐前移，管道后方形成的旋涡尺寸较大，且旋涡在竖直方向上的尺寸小于水平方向上的尺寸，旋涡内的湍流强度越来越大，旋涡距离管道越来越远，因此距离管道后方较远处的泥沙被旋涡带走，冲刷由缓慢变得急剧，而紧靠管壁附近处的泥沙由于沉降作用而淤积。同时管道前方出现一个小旋涡，产生泥沙冲刷现象，在沿着管道轴线方向靠近管壁的地方出现一些冲刷坑，冲刷坑逐渐扩大并加深；随着冲刷的继续，管道前方冲刷坑不断加深，当冲刷坑深度达到一定程度，同时管道前后方的压差达到一定值时，管道底部便形成水流隧道继而产生管涌现象，有小部分水流通过管道底部的水流隧道绕流过去，陆续带走后方淤积的泥沙，使得管线底部与泥沙床面间逐渐产生缝隙，并沿管道轴向双向延伸，最终导致管道局部悬空。

【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂波浪条件下海底管线冲刷深度实验研究[J]. 张靖,拾兵,赵恩金,刘静.  水动力学研究与进展A辑. 2015(02)
[2]流动显示法用于海底管道淘空机理试验研究[J]. 李国珍,东朝丽,袁亚雷,董守平.  石油矿场机械. 2012(01)
[3]海底管线冲刷问题研究综述[J]. 韩艳,拾兵.  中国海洋平台. 2007(04)
[4]流动显示技术用于胜利埕岛油田海底管道淘空对策的研究[J]. 李振林,东朝莉,袁亚雷,董守平.  流体力学实验与测量. 2003(03)

博士论文
[1]浅海海底管道悬空段防护技术研究及应用[D]. 刘锦昆.中国石油大学(华东) 2014

硕士论文
[1]海底管线局部冲刷机理与管线受力的数值模拟[D]. 刘延明.中国石油大学（华东） 2013



本文编号：3226851