海底油氣管道是深海油氣輸運(yùn)的重要生命線,作為一種將油氣從近岸平臺(tái)向陸地的輸送方式,因其連續(xù)性好、運(yùn)輸量大、管理方便等優(yōu)點(diǎn),在海洋油氣工程中得到了廣泛的應(yīng)用。由于海底管道輸運(yùn)的距離很長(zhǎng),經(jīng)歷崎嶇的海底地形、有變化很大的起伏,海底管道容易形成局部的懸跨,而且海底管道所處的海床在各種機(jī)制的作用下,即便是在極緩的坡度下也可能會(huì)發(fā)生滑坡。海底滑坡產(chǎn)生的泥流沖擊懸跨管道,影響海底管道運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定與安全。因此有必要對(duì)海底滑坡產(chǎn)生的泥流對(duì)海底管道的沖擊作用進(jìn)行研究,以當(dāng)前較為通用的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT為平臺(tái),針對(duì)泥流區(qū)別于普通海水的特點(diǎn),采用Power-law模型和Herschel-Bulkley模型描述快速滑動(dòng)泥流,建立非牛頓流體沖擊管道的二維和三維模型。通過(guò)與前人縮尺試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證,說(shuō)明采用Power-law流變時(shí)的二維模型模擬泥流沖擊管道的合理性。并對(duì)前人擬合流變公式的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。計(jì)算分析了海底滑坡產(chǎn)生泥流沖擊懸跨管道的受力特性,重點(diǎn)分析了泥流沖擊管道時(shí)管道拖曳力系數(shù)和垂向升力系數(shù)等目標(biāo)量的變化規(guī)律。在獲得泥流沖擊管道受力作用規(guī)律的基礎(chǔ)上,利用海底滑坡體演變成的碎屑流、泥流和濁流的特征性質(zhì),對(duì)其中泥流、濁流和普通海水對(duì)管道的沖擊作用進(jìn)行了比較研究,討論了不同黏土含量下,流變參數(shù)不同時(shí)泥流對(duì)管道沖擊作用的影響。面向典型海況下,對(duì)比泥流和普通海水沖擊管道時(shí)的差異,為工程中的管道安全性分析提供指導(dǎo)性意見(jiàn)。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：P756.2
【部分圖文】：

采和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)施和設(shè)備中，海底管道能高效快速的將海底油井生產(chǎn)的石油和天然??氣等資源運(yùn)送到陸地上，具有安裝方便、造價(jià)便宜和運(yùn)輸效率高等優(yōu)點(diǎn)。海底管??道已作為海洋油氣資源運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，如圖１－１所示，是海底能源物??質(zhì)運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈，被喻為“海洋油氣生命線”??圖ｉ－ｉ海底管道系統(tǒng)??１??

運(yùn)動(dòng)形式又可分為兩種：平移滑動(dòng)及旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。其中，滑移體流動(dòng)又可進(jìn)一步分??為：崩塌流、碎屑流、泥流。并且，滑移體在滑動(dòng)到一定程度后，由于與周?chē)??水體不斷摻混，進(jìn)一步演變成了濁流（圖１－３所示）。??３??

圖２－１常見(jiàn)的流變模型的剪切應(yīng)力與應(yīng)變率之間的關(guān)系??表２－２泥流組成參數(shù)表???Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ｂｙ?ｍａｓｓ??ｐ??Ｓｌｕｒｒｙ?，?，、??Ｃｌａｙ?Ｗａｔｅｒ?Ｓａｎｄ?（Ｋｇ／ｍ３）??１０％Ｃｌａｙ?１０?３５?５５?１６８１．０??１５％Ｃｌａｙ?１５?３５?５０?１６８５．７??２０％Ｃｌａｙ?２０?３５?４５?１６８７．７??２５％Ｃｌａｙ?２５?３５?４０?１６８９．６??３０％Ｃｌａｙ?３０?３５?３５?１６９１．６??３５％Ｃｌａｙ?３５?３５?３０?１６９４．０??
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本文編號(hào)：2836891