本文關(guān)鍵詞：海底管道聲學(xué)探測方法中的問題分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在海底油氣輸運過程中,由于海洋環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性,海底油氣管道自身的安全受到極大挑戰(zhàn),尤其處于暴露、甚至懸跨狀態(tài)后,管道極易失效。在海底管道檢測中,為獲知海管的賦存狀態(tài),確定其埋深、暴露長度、懸跨高度等在位信息,多借助于高頻淺地層剖面儀(簡稱淺剖)和側(cè)掃聲納等聲學(xué)探測設(shè)備。通過對黃河口埕島油田、海南東方1-1氣田及杭州灣海底管道路由調(diào)查資料的分析發(fā)現(xiàn),受海底底形、作業(yè)工況等影響,以及淺剖、聲納探測資料多解性的干擾,經(jīng)常造成對管道狀態(tài)的誤判,具體表現(xiàn)為：使用淺剖資料分析時,管道埋藏狀況判別不明；使用聲納資料分析時,懸跨段高度、長度的確定存在困難。針對以上問題,建立“管道—海床”共存的地質(zhì)模型,根據(jù)地震勘探原理對淺剖、側(cè)掃聲納的探測過程進行正演模擬。將模擬記錄圖像與實際探測資料比對表明,海底斜坡、凹坑等特殊地形處的探測資料不能真實反映管道的在位信息。在探測資料解譯階段,應(yīng)將實測圖像回歸到地質(zhì)演化環(huán)境中評估海底管道的賦存狀態(tài),分析影響管道狀態(tài)的地質(zhì)因素,剔除因儀器自身原理產(chǎn)生的探測圖像變形、資料多解性等問題。論文的主要研究進展及取得的認(rèn)識如下：(1)當(dāng)海底管道位于斜坡、凹坑等海底不平整地層時,淺剖探測圖像中地層反射界面的偏移�；煜茼斀缑媾c海底的位置關(guān)系,造成懸跨管道被海床掩埋的假象；通過Kirchhoff積分疊后偏移方法將淺剖探測資料進行偏移歸位是一種有效的方法,可還原海底的真實地形,消除解釋陷阱。(2)側(cè)掃聲納對海底斜坡處管道進行探測時,管道在拖魚淺水側(cè)的聲學(xué)陰影寬度明顯小于深水側(cè)寬度,造成管道懸跨高度在淺水側(cè)被壓縮、深水側(cè)被放大,干擾真實懸跨高度的判定；基于聲納探測的幾何關(guān)系,通過數(shù)值推演的方法修正斜坡處管道的懸跨高度。側(cè)掃聲納對海溝內(nèi)的管道探測時,由于溝槽邊坡的遮擋及管—溝識別特征的相互疊覆,使得對管道在位信息的檢測難以實現(xiàn),在調(diào)整聲納波束入射角度未果的情況下,應(yīng)采用條帶測深系統(tǒng)等精確測量設(shè)備完成對管道狀態(tài)的檢測。(3)由于管跨支點處土體強度降低而使支點位置逐漸向兩端移動,且土體在管跨端點的掩埋范圍短期內(nèi)并未改變,使得其實際位置難以通過側(cè)掃聲納探測獲得,聲納圖像顯示的懸跨長度往往小于實際長度。(4)受物源和動力因素的雙重影響,在沉積環(huán)境較復(fù)雜的近岸及河口區(qū),海底管道的賦存狀態(tài)主要受控于路由區(qū)地形的長期演化趨勢和短期季節(jié)性調(diào)整。諸如活動性沙波遷移、季節(jié)性暴風(fēng)浪沖刷造成海床動態(tài)變化,海底沉積物軟硬不均導(dǎo)致的海床差異沖蝕、塊體運動等,在破壞海床穩(wěn)定性的同時也威脅到管道的運行安全。本文研究成果的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在：在海底動力地貌理論的背景下,結(jié)合地球物理勘探中的處理方法,解決海洋工程運行中的現(xiàn)實問題,彌補了地質(zhì)解釋中處理方法的不足,提升了地質(zhì)解譯的表現(xiàn)力。通過對海底管道聲學(xué)探測過程的正演模擬,揭示特殊地形處的探測假象與解釋陷阱,提出相應(yīng)的修正措施應(yīng)用于工程實踐,對海底管道的檢測與維護具有較大的實際意義。
【關(guān)鍵詞】：海洋地質(zhì) 聲學(xué)探測 正演模擬 海底管道 解釋陷阱
【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】：P756.2;P715.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 0 前言12-21
• 0.1 選題背景及意義12-13
• 0.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 0.2.1 海底管道發(fā)展進程13-14
• 0.2.2 海底管道失效成因研究14-16
• 0.2.3 海底管道檢測方法研究16-18
• 0.2.4 海底管道聲學(xué)檢測存在的問題18-19
• 0.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線19-20
• 0.3.1 研究內(nèi)容19-20
• 0.3.2 技術(shù)路線20
• 0.4 主要創(chuàng)新點20-21
• 1 海底管道追索中常用聲學(xué)探測設(shè)備及工作原理21-33
• 1.1 高頻淺地層剖面儀及探測原理21-25
• 1.1.1 淺地層剖面儀在管道探測中的發(fā)展歷程21-22
• 1.1.2 高頻淺地層剖面儀的系統(tǒng)組成22-23
• 1.1.3 高頻淺地層剖面儀探測海底管道的基本原理23-25
• 1.2 側(cè)掃聲納系統(tǒng)及探測原理25-33
• 1.2.1 系統(tǒng)組成與工作原理25-28
• 1.2.2 聲圖結(jié)構(gòu)與幾何關(guān)系28-30
• 1.2.3 海底管道在聲納圖譜中的識別特征30-33
• 2 海底管道聲學(xué)檢測中的問題分析及修正措施33-52
• 2.1 淺地層剖面探測中的問題分析33-42
• 2.1.1 不平整地層反射界面的偏移33-35
• 2.1.2 正演模擬探究非水平界面對管跨高度判定的影響與修正35-42
• 2.2 側(cè)掃聲納探測中的問題分析42-52
• 2.2.1 斜坡地形處管道狀態(tài)分析42-46
• 2.2.2 管道溝內(nèi)管道狀態(tài)分析46-49
• 2.2.3 管道裸露長度準(zhǔn)確性分析49-52
• 3 影響海底管道在位狀態(tài)地質(zhì)因素52-59
• 3.1 海底活動性沙波的遷移52-53
• 3.2 海底滑坡與差異沖蝕53-56
• 3.3 海底地形的季節(jié)性調(diào)整56-58
• 3.4 淺地層地質(zhì)災(zāi)害58-59
• 4 結(jié)論與建議59-61
• 4.1 結(jié)論59-60
• 4.2 建議60
• 4.3 進一步設(shè)想60-61
• 參考文獻61-66
• 致謝66-67
• 個人簡介67
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

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