波流—地震聯(lián)合作用時海底懸跨管道模型動力試驗研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、伴隨著海洋石油工業(yè)的迅速發(fā)展,海底管道作為重要的油氣運輸方式得到了廣泛的應用,并且被稱為海上油氣田的生命線。然而復雜的海洋因素嚴重影響了海底管線的安全性。一旦海底管道發(fā)生安全事故,將給國家造成重大的經濟損失和嚴重的社會影響。因此研究海底管道的損傷機理、對海底管道進行結構分析以及采用有效的技術手段對海底管道進行健康監(jiān)測等具有重要的理論意義和實用價值。我國南海處于熱帶與亞熱帶、水域廣闊、海底地形復雜,受到熱帶季風、潮流、北向暖流、南下寒流的

2、影響,臺風浪、內波等各種自然災害頻繁發(fā)生,因此波流荷載成為影響海底管道安全性的重要因素。海底管道在波流的沖刷和淘蝕、海床的變化、殘余應力和熱應力等因素的作用下不可避免的出現(xiàn)懸空段。
  本文就波浪對海底懸跨管道的影響進行了試驗研究,其主要的內容包括:
  (1)通過對懸臂管道基頻的測量來計算動彈性模量,利用試驗結果和理論結果對比,指出完全懸臂端的情況是很難實現(xiàn)的,埋設在混凝土墩中的懸臂管道所測量的結果與理論結果基本吻合。本實

3、驗研究為實驗中懸臂端模型的建立提供了重要的參考價值。
  (2)試驗中考慮了管內有水和管內無水兩種情況,通過對這兩種情況下管道中部應力和應變的對比得出:管內無水時,管道的動力響應要小于管內有水時的動力響應。該實驗模擬的是:實際中的波流對管道中是否有油所產生的影響。
  (3)試驗中考慮了不同懸跨長度的海底管線受波流荷載的影響,并且用實驗結果與地震作用下的海底管線的試驗結果進行了對比。實驗數(shù)據表明:懸跨管道上的應變與懸空段長度

4、的大小有很大關系,懸空段長度越長,管道上的應變越劇烈。與地震作用下海底管線的動力響應不同,管道的懸跨長度是影響海底懸跨管道動力響應的決定因素。
  (4)試驗中量測了波浪高度的變化對管道的影響,試驗結果表明:管道應變隨著波流高度的增大而減小,減小的趨勢不明顯。實驗數(shù)據顯示波浪高度并不是影響海底懸跨管道動力響應的主要的因素。
  (5)試驗中量測了波浪高度對管道中部不同位置的影響,實驗數(shù)據分析顯示管道中部9號點的位置反應最強烈

5、。該試驗結果說明了波浪作用下管道—水流間的相互作用是比較復雜的,建立管道模型進行數(shù)值分析時應考慮多種因素的影響。
  (6)懸跨高度也是影響管道動力響應的重要因素,本實驗利用不同的水深來模擬不同懸跨高度下,管道所受到的動力響應。試驗結果顯示隨著水深的增加,管道所受到的動力響應逐漸減小。試驗表明隨著懸跨高度的增加,管道所受到的動力響應逐漸增大。該項試驗研究說明了懸跨高度也是影響海底懸跨管道動力響應的重要因素。
  (7)將海底

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