中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 周俊浙江大学 2008年硕士导师: 金伟良;龚顺风共73页

摘要 : 海底管道是海洋油气资源开发的生命线，对海底石油和天然气的生产和外输起着关键性的作用。由于深水海洋环境十分恶劣，海底管道同时受到弯矩、轴向拉力和静水压力的共同作用，其安全性受到很大的挑战，因此开展深水海底管道铺设施工工艺和铺管形态的... 展开海底管道是海洋油气资源开发的生命线，对海底石油和天然气的生产和外输起着关键性的作用。由于深水海洋环境十分恶劣，海底管道同时受到弯矩、轴向拉力和静水压力的共同作用，其安全性受到很大的挑战，因此开展深水海底管道铺设施工工艺和铺管形态的研究显得尤为重要。深水海底管道铺设有三种方法：S型铺管法、J型铺管法和卷管式铺管法，本文在系统地分析和总结国内外这三种铺管法现状和优缺点的基础上，运用悬链线理论对S型铺管法的铺设形态和受力性能进行了详细的研究，在理论研究的基础上开发了自然悬链线法和刚悬链线法的计算分析程序。利用悬链线程序对S型管道铺设进行了参数敏感性分析，总结了不同初始参数下管道张力、铺设形态和极限铺设水深的变化规律。提出了深水海底管道铺设的技术性建议，为实际管道铺设作业提供理论基础。本文的主要研究内容和成果概述为以下几个方面：(1)系统研究了S型铺管法国内外的发展现状和趋势，对管道的制作工艺和施工步骤进行了详细阐述，总结了S型铺管法的施工流程，比较分析了新型S型铺管法相对于传统S型铺管法的优势。并列出了近年来S型管道铺设的一些工程实例和遇到的问题。(2)运用悬链线理论建立了S型铺管法的静平衡微分方程，分别用自然悬链线法和刚悬链线法对平衡微分方程进行了数值求解，并结合中间段和托管架部分研究了S型铺管法的铺设形态和受力性能。在理论研究的基础上应用数值方法开发了相应的计算分析程序，计算分析了从铺管船到海床的管道整体形态以及各点的弯矩和轴力，同时结合DNV-OS-F10l规范还可以计算分析一定规格管道所能铺设的极限水深。(3)通过悬链线程序对海底管道铺设进行了参数敏感性分析，得出不同初始参数下(水深、管径、壁厚、配重层厚度、托管架长度、管道初始倾角、钢材等级、控制应变等)管道的张力、铺设形态和极限铺设水深，总结了深水海底管道施工铺设的一些规律和建议。对不同水深下管道的弯矩和轴力进行了计算分析，发现铺设水深对管道弯矩图的形状有明显的影响，对轴力图的形状影响不大，水深越大反弯点以下部分的弯矩曲线越扁平。收起

关键词 : 深水海底管道形态

2. 滩海水域底拖管道施工技术研究

[学位论文] 张若瑜天津大学 2005年硕士导师: 唐友刚共60页

摘要 : 随着海洋石油事业的发展,海底管道作为海洋油气集输与储运系统的一个重要组成部分,海底管道得到了广泛的应用.海底管道铺设工艺技术复杂、风险高,而铺管施工的重要环节是管道运输至预定海域.管道运输过程遇到风、波浪及海流的作用,为确保运输过程管道... 展开

关键词 : 滩海水域海底管道拖管施工技术

3. 层次分析法在海底管道方案优选中的应用研究

[学位论文] 孙章权天津大学 2004年硕士导师: 胡云昌;白秉仁共67页

摘要 : 管道的工艺设计是海底管道工程的关键，其作用和目的是根据实际生产状况，选择合理经济的输送参数和材料，包括管道的管径、压降、温降、保温形式及管道的材质。以使海底管道工程的建造、施工和后期操作维修在满足使用要求的情况下，总体费用最经济或... 展开

关键词 : 层次分析法海底管道方案优选工艺设计海底管道工程专家打分

4. 渤海海域海管悬空机理和治理方案研究

[学位论文] 程振兴中国石油大学 2016年硕士导师: 娄敏共78页

摘要 : 我国渤海海域地形起伏较大，有较多的沙脊、沙坑和沟槽等海底地形，这些地形在海流作用下会发生移动和变形，最终在海床面以沙波形式运动。特别是与渤海海峡交界海域的海域有潮流沙脊群，床面地形起伏剧烈，另外沙坑等地形还会对海管周围的流场产生影... 展开我国渤海海域地形起伏较大，有较多的沙脊、沙坑和沟槽等海底地形，这些地形在海流作用下会发生移动和变形，最终在海床面以沙波形式运动。特别是与渤海海峡交界海域的海域有潮流沙脊群，床面地形起伏剧烈，另外沙坑等地形还会对海管周围的流场产生影响。所以研究沙坑地形对海底管道周围海床泥沙冲刷具有重要意义。本文基于泥沙起动理论和流体力学基本方程的理论知识，分析了渤海海域的辽东湾区域的沙坑地形，根据沙坑和此区域的海洋环境研究了沙坑对附近海床以及海底管道的影响。本文针对海管未露出床面的阶段建立了沙坑模型，从流场变化特征和床面剪切力等角度分析沙坑对海床面影响，研究发现刚开始冲刷过程中沙坑内部形成移动的漩涡，沙坑内部壁面剪切力和近壁面流速左右不对称而且相同流速下不同沙坑半径对海床冲刷程度也不相同；为研究沙坑对悬空海管的影响，本文建立沙坑-海管模型，分析不同沙坑半径的沙坑对不同间隙比的悬空海管的影响，以及对海管周围海床面的冲刷影响。通过对流场、水压力和剪切力等结果参数的对比，发现沙坑对不同间隙比的海管影响也不同。通过以上数值建模分析，总结得出了沙坑对海管悬空产生的影响。在治理海管悬空方案研究上，本文分析了新型的治理海管悬空的措施，即联锁排法，本文建立了5种形式的联锁排水泥块的数值建模，分析了每种联锁排周围流场特点、流速变化情况，以及通过剪切力的数值变化分析了水流对联锁排内部和周围海床的冲刷。通过对比分析发现各种联锁排对促淤效果不同，并且促淤效果明显的联锁排在两端位置冲刷也比较大，在此结论的基础上提出了改进的联锁排新结构。收起

关键词 : 海底管道沙坑地形联锁排悬空机理

5. 波、流作用下的海底管道自埋机理研究

[学位论文] 兰千钰天津大学 2011年硕士导师: 白志刚共59页

摘要 : 海底管道作为海上油气运输的大动脉，正日益发挥着越来越重要的作用，为此大力发展海洋技术，发展管道技术是当前任务的重中之重。因此海底管道的自然埋深机理研究对于管道设计、铺设具有重要的指导作用，对海底管道的安全经营提供重要的技术保障，具... 展开

关键词 : 海底管道自然埋深欧拉模型

6. 海底管道在波浪作用下的疲劳寿命评估

[学位论文] 陈麟天津大学 2002年硕士导师: 徐慧共51页

摘要 : 该文以评估浅海海域海底管道在波浪作用下沿水平方向的疲劳裂纹萌生阶段寿命评估为研究任务,利用Miner线性累积损伤理论与频域法分析管道所受到的波浪力.在力学模型上充分考虑了边界条件,环境影响,温度影响,力图使之与实际情况相接近.该文提出了解决管... 展开

关键词 : 海底管道疲劳寿命波浪力

7. 海底管道溢油风险评价体系的研究

[学位论文] 杨咏妍浙江大学 2016年硕士导师: 白勇共137页

摘要 : 管道风险评价技术自上世界70年代起发展至今，逐渐经历了从定性风险评价方法到定量风险评价方法的转变过程。管道风险评价技术在陆上管道的应用中已经取得了一定的成绩，然而在海上管道的应用中研究还相对较少。本文在借鉴国外管道风险评价成功经验的... 展开

关键词 : 海底管道溢油风险评价指标体系

8. 侧扫声呐海底管道检测关键技术研究

[学位论文] 库安邦山东科技大学 2018年硕士导师: 周兴华共103页

摘要 : 海底管道作为输送石油、天然气的重要载体，长期铺设于海底，受海底复杂环境的影响常常会出现悬空裸露等现象，存在巨大的安全隐患。目前对海底管道状态的检测多依赖于侧扫声呐、管线仪等声学设备，根据探测得到的声学图像直观的判断海底管道的存在状... 展开海底管道作为输送石油、天然气的重要载体，长期铺设于海底，受海底复杂环境的影响常常会出现悬空裸露等现象，存在巨大的安全隐患。目前对海底管道状态的检测多依赖于侧扫声呐、管线仪等声学设备，根据探测得到的声学图像直观的判断海底管道的存在状态，效率低、准确性差。本文基于侧扫声呐检测海底管道做了系统的研究，并获得了初步成果。主要研究内容有：（1）针对现在各类资料对侧扫声呐成像原理的众多解译，重新梳理了其正确的成像机理，分析了其发射信号形式及其适用性，区分了侧扫声呐系统几个性能探测指标的概念并分析了其影响因素。（2）设计了完整的外业数据采集流程和方法，利用侧扫声呐系统采集了原始实验数据，分析了海底管道在声呐图像上存在的几种状态，根据实测侧扫声呐图像和水深数据对海底管道状态做了初步的解译。（3）为更准确评估海底管道的存在状态，对原始XTF格式侧扫声呐数据进行了解码，分析了从数据解析到形成侧扫声呐地理编码图的每一步，提出了联合单波束的海底线检测方法，经过各项改正后得到了消除各种畸变的侧扫声呐地理编码图，最后将各部分算法进行了封装和集成，形成了一套海底管道侧扫声呐数据可视化系统，能快速查看、提取和处理原始数据中包含的所有信息。（4）以得到的侧扫声呐图像为基础，探讨了声呐图像常见的噪声类型，针对性的研究了侧扫声呐图像的去噪算法和分割算法，发现基于Ping滤波效果最好的为维纳滤波，基于图像滤波效果最好的为双边滤波；针对侧扫声呐图像分割主要研究了模糊聚类分割算法和阈值分割算法，结果表明针对本文实验数据聚类算法效果不佳，提出了基于双阈值的直方图双谷法，并与其他阈值分割算法对比分析，结果表明双阈值Ostu算法结果最优；根据分割后的声呐图像，提出联合管道自阴影的形状恢复方法，利用边缘检测效果最好的Canny算子提取阴影和目标边界坐标，判断海底管道状态并计算其悬空裸露高度，从而恢复海底管道形状，并与实测管道单波束断面数据对比分析，验证了本文方法的有效性，最后将图像处理各算法集成开发一套海底管道检测处理软件。收起

关键词 : 油气输运海底管道状态检测侧扫声呐

9. 基于近场动力学的海底不锈钢管道的缝隙腐蚀研究

[学位论文] 刘飞武汉理工大学 2019年硕士导师: 陈景涛;刘齐文共66页

摘要 : 近年来，随着海洋经济迅速发展，我国深海石油和天然气的探测与采集日益活跃，海底管道作为连接海洋和陆地的运输通道得到了广泛应用。然而，海水中含盐量高，包含多种强电解质。许多海底管道的管件连接件或焊接接头缺陷处存在狭窄的缝隙，海水渗入之... 展开近年来，随着海洋经济迅速发展，我国深海石油和天然气的探测与采集日益活跃，海底管道作为连接海洋和陆地的运输通道得到了广泛应用。然而，海水中含盐量高，包含多种强电解质。许多海底管道的管件连接件或焊接接头缺陷处存在狭窄的缝隙，海水渗入之后，缝隙内极易发生缝隙腐蚀，危害管道安全运行，造成巨大的经济损失。因此，研究海底不锈钢管道的缝隙腐蚀行为，对减少缝隙腐蚀造成的经济损失具有重要意义。传统的有关缝隙腐蚀数值模拟研究多是基于连续性假设，在处理缝隙腐蚀这类不连续问题时，有一定的局限性。为此，本文采用近场动力学方法，推导出基于键的缝隙腐蚀近场动力学方程，建立金属浓度与pH值的数值关系，初步模拟了二维情况的缝隙腐蚀过程。主要研究内容及成果如下： 1、基于近场动力学键理论思想，结合传质控制方程和相关的电化学理论，建立了缝隙腐蚀的二维近场动力学模型。质点携带浓度信息，质点特性用该处的浓度描述，在近场范围中的任意其他质点通过扩散键与质点相互作用，通过扩散键，离子从浓度高的质点处向浓度低的质点处扩散。引入了损伤指标，实现了腐蚀边界的自发移动。 2、推导了基于键的缝隙腐蚀近场动力学方程的离散格式，采用向前差分法，完成粒子浓度的更新，设计了缝隙腐蚀过程程序的计算流程。 3、采用Fortran语言编写缝隙腐蚀近场动力学分析程序，采用简单算例确定了合适的粒子间距和邻域大小。采用与实验相同的模型参数进行了算例计算，模拟得到了缝内pH值分布随位置变化曲线，缝内pH值分布随时间变化曲线。与实验结果和文献中的模拟结果进行对比，本文的结果误差较小，从而验证了本文提出的缝隙腐蚀近场动力学模型的有效性。另外，通过二维和三维模型的模拟结果的对比，验证了缝隙腐蚀问题三维模型简化为二维模型的可行性。 4、使用缝隙腐蚀近场动力学分析程序，模拟了不同条件下缝隙的腐蚀损伤演化过程，给出缝隙内金属离子浓度分布和腐蚀损伤分布，分析了饱和浓度、固体扩散系数、缝隙尺寸对腐蚀速率的影响，并给出了相关防腐蚀建议。收起

关键词 : 海底管道缝隙腐蚀近场动力学

10. 海底管道内爬行及其轨迹测定技术研究

[学位论文] 李孟杰中国海洋大学 2004年硕士导师: 李华军;孙东昌共66页

摘要 : 我国海洋石油勘探开发迅速发展,海底管道作为油/气运输的主要方式,最基本的要求是安全高效,海底管道检测受到高度重视,而我国目前尚无海底管道缺陷检测装置,为突破国外的技术封锁,解决我国海底管道缺陷检测的难题,在国家"863"计划资助下,开展了海底管... 展开

关键词 : 海底管道管内爬行器管道轨迹测定