對海底管道周圍流場進行數(shù)值模擬,總結在不同管道裸露階段的泥沙沖刷模式,探討管線沖刷淘空的機理,并分析不同沖刷深度、流速和管徑大小對沖刷淘空的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著沖刷深度的增大,沖刷速度變慢,而管徑和流速越大,沖刷強度越大。 

【文章來源】：中國海洋平臺. 2020,35(04)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

裸露1/3管徑的速度分布云圖

裸露1/3管徑的速度矢量圖

圖2 裸露1/3管徑的速度矢量圖隨著沖刷的進行，管道裸露2/3管徑至全部裸露，管線周圍的流場分布如圖4～圖9所示。旋渦的脫流點逐漸前移，管道后方形成的旋渦尺寸較大，且旋渦在豎直方向上的尺寸小于水平方向上的尺寸，旋渦內的湍流強度越來越大，旋渦距離管道越來越遠，因此距離管道后方較遠處的泥沙被旋渦帶走，沖刷由緩慢變得急劇，而緊靠管壁附近處的泥沙由于沉降作用而淤積。同時管道前方出現(xiàn)一個小旋渦，產(chǎn)生泥沙沖刷現(xiàn)象，在沿著管道軸線方向靠近管壁的地方出現(xiàn)一些沖刷坑，沖刷坑逐漸擴大并加深；隨著沖刷的繼續(xù)，管道前方?jīng)_刷坑不斷加深，當沖刷坑深度達到一定程度，同時管道前后方的壓差達到一定值時，管道底部便形成水流隧道繼而產(chǎn)生管涌現(xiàn)象，有小部分水流通過管道底部的水流隧道繞流過去，陸續(xù)帶走后方淤積的泥沙，使得管線底部與泥沙床面間逐漸產(chǎn)生縫隙，并沿管道軸向雙向延伸，最終導致管道局部懸空。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]復雜波浪條件下海底管線沖刷深度實驗研究[J]. 張靖,拾兵,趙恩金,劉靜.  水動力學研究與進展A輯. 2015(02)
[2]流動顯示法用于海底管道淘空機理試驗研究[J]. 李國珍,東朝麗,袁亞雷,董守平.  石油礦場機械. 2012(01)
[3]海底管線沖刷問題研究綜述[J]. 韓艷,拾兵.  中國海洋平臺. 2007(04)
[4]流動顯示技術用于勝利埕島油田海底管道淘空對策的研究[J]. 李振林,東朝莉,袁亞雷,董守平.  流體力學實驗與測量. 2003(03)

博士論文
[1]淺海海底管道懸空段防護技術研究及應用[D]. 劉錦昆.中國石油大學(華東) 2014

碩士論文
[1]海底管線局部沖刷機理與管線受力的數(shù)值模擬[D]. 劉延明.中國石油大學（華東） 2013



本文編號：3226851