水下基础冲刷棋型试验分析研究

发布时间：2017-05-01 10:03

  本文关键词：水下基础冲刷棋型试验分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水下生产系统是经济、高效开发边际、深海油气田的关键技术之一,目前水下生产系统在国外已较为成熟、经过了大量工程项目实践检验由于我国深水油气田开发起步较晚,目前水下生产系统在应用方面缺乏经验,这一现状影响了我国深海油气资源的开发发。水下生产基础所处的海洋环境一般非常恶劣,在波浪、潮流等水动力作用下,水下生产基础附近底沙极易发生搬运、侵蚀,从而导致海底水下生产系统冲刷,失去稳定性,进而引发海底管道断裂等破坏事故,造成巨大的经济损失和环境污染。水下生产系统是由水下井口等整套水下生产设备及海底管道组成的海上油气生产系统。具有投资低,水下设备可重复利用,油井布置灵活,受自然灾害影响小等优势,广泛应用于深水油田以及边际油田的开发。本文依托于国内某海油公司委托的水下生产基础的物理模型实验,以保证近底流速同原型满足重力相似准则的模型实验做为主要的研究手段。主要研究工作如下：1)本文以经一定比例缩小后的水下生产基础模型为研究对象,在不同的波流联合工况作用下获得结构物周边区域流场变化进行分析研究。通过施加不同的波速、流速的工况组合,在特定的工况组合下进行全程的数据采集。经后续的数据处理,对水下基础附近的流场进行较为全面的分析；在揭示水下基础对周边流场的影响变化的同时,重点对水下基础迎流面和北流面进行分析研究,总结在波流工况下水下生产基础结构物附近的流场变化规律。2)本文对不同的波流联合工况下结构物附近的冲刷坑的平面冲刷形态、平面冲刷区域分布进行分析,在满足实验要求的同时进行边界条件相应简化处理。在近底流速同原型满足重力相似准则的实验条件下进行探索性实验。通过不同的波流联合工况的组合主要观测结构物迎流面和被流面的泥沙冲淤形态,并且对其分布进行分析研究规律。另一方面可作为重要的实验成果为实际工程提供理论参考,具有很高的应用价值。3)本人基水下生产基础结构模型进行波流联合作用下的局部冲刷物理模型试验研究,分析在不同的工况下的冲刷深度与基础冲刷形态的规律。并通过水下摄像对实验过程中水下基础结构物附近的泥沙启动进行有效捕捉：水下摄像则主要对水下基础结构物附近的泥沙冲淤形态进行实时的监控。通过实验后全站仪测量在获得不同工况下,特征冲刷区域的最大局部冲刷深度,并进行分析研究。
【关键词】：水下生产基础 泥沙冲淤 模型实验 冲淤规律总结
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P744.4;P754
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 目的及意义10-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.3 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 波流作用下的泥沙起动冲刷理论分析18-26
• 2.1 泥沙起动研究概述18-21
• 2.2 泥沙颗粒受力起动的相关因素21-22
• 2.3 在波流的作用下沙波的产生与发展22-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 水下基础冲刷模型实验方法26-40
• 3.1 实验主要目的及内容26
• 3.2 实验场地26-27
• 3.3 模型设计27-35
• 3.4 实验设备35-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 水下生产基础冲刷实验研究40-75
• 4.1 水下结构物的冲刷机理及影响因素40-44
• 4.2 水下生产基础物理模型实验概况44-49
• 4.3 水下生产基础物理模型实验过程49-52
• 4.4 水下生产基础物理模型试验结果及分析52-74
• 4.5 本章小结74-75
• 第五章 结论及展望75-78
• 5.1 本文内容及结论75-77
• 5.2 研究展望77-78
• 参考文献78-80
• 致谢80-81
• 个人简历81

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本文编号：338678