海底管線與土的相互作用研究基本信息

研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)中地震波傳播速度,衰減和結(jié)構(gòu)成象反演的可靠方法,用射線理論地震圖有限元模擬地震圖,物理模擬地震圖,在常規(guī)反射波,折射波勘探方法的基礎(chǔ)上,研究繞射波勘探新方法,在此基礎(chǔ)上開展對復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)淺層勘探和金屬礦資源勘探的應(yīng)用研究.作野外實際資料處理解釋的試驗研究. 2100433B

海底管線投產(chǎn)后不受水深、地形條件限制，可連續(xù)輸送油氣，效率高。海底管線使用技術(shù)條件與陸地上相同。由于修理困難,在設(shè)計時要考慮原油性質(zhì),并根據(jù)管線周圍的氣象、海況、地形、地質(zhì)等資料，合理選擇管線的走向、規(guī)格和結(jié)構(gòu)，以確保安全使用。

海底管線的鋪設(shè)方法 有三種：①海底拖曳法。管線在陸上預(yù)制后下水,沿管線布置一定數(shù)量的浮筒,使管線浮離海底，再用絞車或拖船把管線拖到鋪設(shè)位置。此法適用于鋪設(shè)淺海短管線及穿越狹窄水道的管線。如北海一些油田用這種方法鋪設(shè)平臺與平臺間的管線。②漂浮法。管子先在陸地焊成許多長管串，用浮筒拖到海上鋪設(shè)位置，用駁船接長后撤掉浮筒，使管線下沉到預(yù)定位置。優(yōu)點是拖力小,設(shè)備簡單。但受氣候影響太大，而且一旦開始工作就無法中斷，只能用于鋪設(shè)工期短、規(guī)模小的管線。③鋪管船鋪設(shè)。船上設(shè)有錨泊系統(tǒng)、焊接站、探傷站、張緊器及托管架等設(shè)備。鋪管時船按鋪設(shè)線路就位并拋錨定位。預(yù)制好的管段在船上接長后從托管架上進入水中，鋪管船靠錨泊系統(tǒng)逐步前移，焊完一段前進一段。這是目前通行的鋪管方法。截至1982年止世界上約有70艘鋪管船，最大鋪管水深可達(dá)200m，能鋪直徑1120mm的管子。

海底管線的埋設(shè) 為防止海流沖刷、保證管線的穩(wěn)定、船舶拋錨和漁船捕魚對管線造成的損害，需將管線埋入泥面以下三倍管徑或2m深處。常用的方法是用騎在管子上的水下挖溝機以高壓水沖開管線下的泥土，靠管子自重下入溝內(nèi)，再用高壓水沖泥回填埋上。有時就靠海流沖刷自然埋填。2100433B

鋪設(shè)在海底的管線干擾了局部的水流運動，經(jīng)常導(dǎo)致管線底部的泥沙被沖走、使得管線出現(xiàn)局部懸跨而對管線的安全運行造成嚴(yán)重隱患?，F(xiàn)有的工作大都局限于繞海底管線的二維沖刷現(xiàn)象，研究沖坑中部垂直于管線的截面內(nèi)的流場、泥沙運動和床面變化，而且都只是孤立地研究沖刷起動的條件或者沖刷發(fā)展的過程。本項目將通過理論分析、模型實驗和數(shù)值模擬，研究三維的管線沖刷問題，特別要研究沖坑在端部沿管線方向的擴展機理，并將同時考慮作用在泥沙顆粒上的床面剪應(yīng)力和沙體中水力梯度所誘發(fā)的滲透力、建立模擬沖刷發(fā)生和發(fā)展全過程的數(shù)學(xué)模型。最后，通過大量的數(shù)值實驗，總結(jié)、歸納三維沖刷在不同流動和管線參數(shù)組合下的一般規(guī)律，包括管線在振動情況下的三維沖刷。本研究將豐富近壁圓柱繞流的研究內(nèi)容，完善描述局部泥沙運動的數(shù)學(xué)模型，揭示管線三維沖刷的機理。這將填補目前關(guān)于管線三維沖刷研究的空白，為海洋能源的開發(fā)提供技術(shù)支持。