發(fā)布時(shí)間：2018-04-13 16:04

  本文選題：液化 + 粉質(zhì)土�。� 參考：《中國海洋大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：在海洋油氣資源開發(fā)過程中,保障油氣輸運(yùn)管線安全是非常重要的。鋪設(shè)于淺海環(huán)境的海底管線,受復(fù)雜的波浪、海流等海洋動力聯(lián)合作用,管線損壞事件時(shí)有發(fā)生。海底管線主要有埋置和裸置兩種布置方式,一般認(rèn)為在實(shí)際工程中裸置管線更易發(fā)生失效破壞,因此,目前研究人員更多關(guān)注于裸置管線的運(yùn)營安全。在波浪作用下,由于壓力的循環(huán)荷載,粉質(zhì)土底床容易發(fā)生液化失穩(wěn)。處于液化底床中的管線受力可能會遠(yuǎn)大于底床未液化時(shí)的管線受力,從而引起埋置管線的失效破壞。本文基于海底土體液化條件,開展埋置其中的管線受力狀況的研究工作。本文采用室內(nèi)波浪水槽試驗(yàn)方法,由于管線受力的復(fù)雜性,本文僅對垂向布設(shè)的壓力傳感器受力進(jìn)行分析。試驗(yàn)以黃河三角洲粉質(zhì)土制備的泥漿為試驗(yàn)底床,分別使用PVC管和鋼制管模擬海底管線。在管線上、下兩點(diǎn)布置壓力傳感器,測量管線所受的垂直向上、垂直向下以及垂向合力的壓力大小。另外在壓力傳感器上方布設(shè)了小型波高儀,以記錄該點(diǎn)波浪的實(shí)時(shí)變化對比傳感器受力曲線與水位高度變化曲線的變化關(guān)系,并研究上、下兩壓力傳感器的受力是否存在相位差。試驗(yàn)分為底床未液化與底床液化兩個(gè)階段。在底床未液化階段,對底床施加四種不同的波浪,在加波的同時(shí)使用采集儀收集相關(guān)的管線受力數(shù)據(jù)。在人為擾動使底床液化后,施加與底床未液化階段完全相同的波浪,收集壓力數(shù)據(jù)的同時(shí)記錄傳感器所處各點(diǎn)的液化深度。本文利用相關(guān)數(shù)據(jù)研究了同一點(diǎn)管線上、下兩壓力傳感器的實(shí)時(shí)受力以及管線在各階段所受的垂直向上、垂直向下以及垂向合力的大小,重點(diǎn)對管線同一點(diǎn)上、下兩傳感器受力在某種情況下是否存在相位差,以及土體液化對管線受力相位差、土體垂向所受合力大小的影響進(jìn)行研究。研究顯示,在底床未液化階段,管線同一點(diǎn)上、下兩壓力傳感器受力完不存在相位差。在底床液化階段,一般情況下兩受力也不存在相位差,只有當(dāng)波浪高度較大、液化深度較深時(shí)兩受力才出現(xiàn)相位差,在某些工況下相位差大小可達(dá)波浪周期的0.4倍。兩傳感器所測力的方向完全相反,兩力的和值即為管線垂向所受合力的大小。隨著兩受力從無到有出現(xiàn)相位差時(shí),管線垂向受力將有一定幅度的增大。數(shù)據(jù)顯示,同一波高作用下底床液化而沒有出現(xiàn)相位差時(shí),其管線垂向受力為底床未液化時(shí)的1-2倍。而當(dāng)?shù)状惨夯页霈F(xiàn)一定相位差時(shí),管線垂向受力達(dá)到底床未液化時(shí)的4-6倍。由于土體壓力測量存在困難,試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況可能存在一定程度上的數(shù)值誤差,但多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這種變化趨勢真實(shí)可信�？紤]到小模型試驗(yàn)與實(shí)際工況存在一定差距,因此下一步需要對概化模型條件下,液化粉質(zhì)土中埋置管線的受力大小進(jìn)行研究。
[Abstract]:In the process of exploitation of offshore oil and gas resources, it is very important to ensure the safety of oil and gas transportation pipeline.Submarine pipelines laid in shallow sea environment are often damaged by complex waves and currents.There are two kinds of layout modes of submarine pipeline: buried pipeline and bare pipeline. It is generally considered that bare pipeline is more prone to failure and failure in actual engineering. Therefore, researchers pay more attention to the operational safety of bare pipeline at present.Under the action of wave, the silty soil bed is prone to liquefaction instability due to the cyclic load of pressure.The pipeline in the bed of liquefaction may be much larger than the pipeline in the case of non-liquefaction of the bed, resulting in the failure of the buried pipeline.Based on the liquefaction condition of undersea soil, this paper studies the stress condition of buried pipeline.In this paper, the method of indoor wave flume test is used. Due to the complexity of pipeline force, this paper only analyzes the force of vertical pressure sensor.The mud prepared by silty soil in the Yellow River Delta was used as the test bed and the PVC pipe and steel pipe were used to simulate the submarine pipeline respectively.On the pipeline, pressure sensors are arranged at the next two points to measure the pressure of vertical upward, vertical downward and vertical forces on the pipeline.In addition, a small wave altimeter is arranged on the top of the pressure sensor to record the real time variation of the wave at this point and to compare the relationship between the stress curve of the sensor and the change curve of the water level and height.Whether there is a phase difference between the next two pressure sensors.The test is divided into two stages: non-liquefaction and non-liquefaction of bottom bed.In the non-liquefaction stage of the bottom bed, four different waves are applied to the bottom bed, and the data of the pipeline force are collected by using the collector while adding the wave.After the bottom bed is liquefied by artificial disturbance, the wave is applied exactly as in the non-liquefaction stage of the bottom bed, and the pressure data are collected and the liquefaction depth of the sensor is recorded at the same time.In this paper, the real time force of the next two pressure sensors on the same point pipeline and the magnitude of vertical upward, vertical downward and vertical forces on the pipeline at each stage are studied, with emphasis on the same point of the pipeline.Whether there is phase difference between the next two sensors and whether there is a phase difference between the two sensors and whether the soil is liquefaction has influence on the stress phase difference of pipeline and the vertical force of soil.The results show that there is no phase difference between the two pressure sensors at the same point of the pipeline in the non-liquefaction stage of the bottom bed.In the stage of bed liquefaction, there is no phase difference between the two forces in general. Only when the wave height is high and the liquefaction depth is deep, the phase difference between the two forces appears, and in some cases the phase difference can reach 0.4 times of the wave period.The two sensors measure the force in the opposite direction, and the sum of the two forces is the magnitude of the vertical force of the pipeline.With the phase difference between the two forces from scratch, the vertical force of the pipeline will increase to a certain extent.The data show that when the bed liquefies without phase difference under the same wave height, the vertical force of the pipeline is 1-2 times as high as that of the bed without liquefaction.When the bed is liquefied and there is a certain phase difference, the vertical force of the pipeline is 4-6 times as high as that of the bed without liquefaction.Because of the difficulty in measuring the soil pressure, there may be some numerical error between the test results and the actual conditions, but the experimental results show that the variation trend is true and reliable.Considering that there is a certain gap between the small model test and the actual working condition, the next step is to study the force of buried pipeline in liquefaction silty soil under the condition of generalizable model.
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE95

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 彭興黔,白鵬飛;恒定水深拖拉鋪管管線的三維大撓度靜態(tài)應(yīng)力分析[J];江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào);1989年01期

2 郭毅;;世界兩相混輸管線使用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J];中國海上油氣(工程);1992年06期

3 ;浙江強(qiáng)化�；饭芫�安全監(jiān)管[J];今日農(nóng)藥;2010年09期

4 馬英利;王偉;;管線斷裂失效風(fēng)險(xiǎn)分析[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2010年03期

5 冉杰 ,項(xiàng)紅梅;伊巴印管線"拉攏"中國[J];中國石油石化;2005年06期

6 楊繁;芮瑞;劉鵬;;大直徑薄壁鋼管排污管線的安全評估[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

7 王偉;謝禹鈞;;管線斷裂失效概率模型選取及分析[J];化工機(jī)械;2007年02期

8 徐娜;時(shí)軍波;李永德;吳曉峰;郭衛(wèi)民;臧啟山;;供熱蒸汽管線安全評估[J];金屬熱處理;2012年07期

9 張春江,孫國豪,王勇,孔令新;油田高壓蒸汽管線缺陷原因分析[J];石油化工安全技術(shù);2003年06期

10 ;油氣輸送管線安全排查整治工作全面展開[J];中國應(yīng)急管理;2013年12期

相關(guān)會議論文 前2條

1 張耕;;管線的安裝方法[A];救撈專業(yè)委員會2004年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

2 李興偉;;淺談管道初冬安裝維護(hù)的確定[A];吉林省土木建筑學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 彭展　通訊員 魏紅亮;巴陵供銷部精心看護(hù)外管線[N];中國石化報(bào);2010年

2 本報(bào)記者 孫瑞華 李琮 高重密 采訪整理;高雄氣爆事故再曝管線安全軟肋[N];中國化工報(bào);2014年

3 葉志學(xué);九三學(xué)社遼寧省委建議對公用管線實(shí)行集中管理[N];人民政協(xié)報(bào);2011年

4 本報(bào)評論員 胡蓉;微信故障再敲地下管線安全警鐘[N];深圳商報(bào);2013年

5 本報(bào)記者 王東亮;管線“多方管”成了“都不管”[N];北京日報(bào);2012年

6 記者 李鵬;確保供水管線安全正常運(yùn)行[N];延安日報(bào);2006年

7 夏麗新;市政協(xié)調(diào)研奧運(yùn)期間地下管線安全風(fēng)險(xiǎn)防范[N];北京日報(bào);2008年

8 張緒東;為了170公里管線的安全[N];中國石化報(bào);2012年

9 記者 陳小列;青島管線爆炸暴露設(shè)計(jì)缺陷[N];中國建設(shè)報(bào);2013年

10 記者 邱美輝;浙江強(qiáng)化危化品管線安全監(jiān)管[N];中國化工報(bào);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 許小路;滑坡地區(qū)油氣管線力學(xué)效應(yīng)數(shù)值模擬分析[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

2 高坤州;爆破振動對近距輸油管線影響規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

3 劉偉;永坪—楊山成品油管線的設(shè)計(jì)研究[D];西安石油大學(xué);2015年

4 唱永磊;濕氣管線積液與清管數(shù)值模擬研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

5 游啟;波致液化粉質(zhì)土中管線受力規(guī)律試驗(yàn)研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

6 楊朋;地鐵隧道施工對既有管線影響研究[D];西南交通大學(xué);2012年

7 張旭;由于地基沉降引起柔性管線的內(nèi)力和變形的試驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2013年

8 寇邦寧;城市地鐵施工對鄰近管線的影響[D];北京交通大學(xué);2015年

9 艾冬柏;加氫脫酸裝置管線安全性評估[D];大連理工大學(xué);2008年

10 楊洋;小區(qū)多管線優(yōu)化布置及其三維可視化[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

，

本文編號：1745211