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落锚、拖锚活动影响下海底管道的埋深研究

石油和化工设备 2024年第4期27卷 104-106页

作者：陈祎张伟东薛强王超李睿庄奕轩中海油能源发展装备技术有限公司中国石油大学(北京)

海底油气管道的防护受到广泛关注,特别是在海上船舶交通密集区域,落锚、拖锚对海底管道的损坏频繁发生。对目前有关海底管道挖沟回填防护措施中的埋设深度进行了归纳与总结。研究结果表明:①目前国内外缺乏海底管道埋深详细标准,但可借... 详细信息

海底油气管道的防护受到广泛关注,特别是在海上船舶交通密集区域,落锚、拖锚对海底管道的损坏频繁发生。对目前有关海底管道挖沟回填防护措施中的埋设深度进行了归纳与总结。研究结果表明:①目前国内外缺乏海底管道埋深详细标准,但可借鉴现有标准,为海底管道埋设深度的设置提供参考。②落锚的贯穿深度较大,若仅考虑落锚贯穿量来确定海底管道埋深会增加工程难度与经济成本。③根据事故统计,拖锚事故更易发生。海底管道埋设深度应当着重考虑拖锚的啮入深度。

关键词：海底管道落锚拖锚埋设深度

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砂土地基霍尔锚落锚离心模型试验研究

砂土地基霍尔锚落锚离心模型试验研究

海床中落锚问题的模型试验和大变形有限元研究

第十一届全国工程排水与加固技术研讨会暨港口工程技术交流...

作者：安晓宇刘润张宇亭左殿军天津大学水利工程仿真和安全国家重点试验室交通运输部天津水运工程科学研究所岩土工程研究中心

针对通航船舶落锚问题,开展了一系列有水和无水工况下砂土地基落锚离心模型试验,研究了落锚点分布形态、时间和冲击力影响深度。结果表明:落点离靶心的距离随着落距的增加而变大,但在离心机转轴方向上(垂向),落点位置基本相同;有水时的... 详细信息

针对通航船舶落锚问题,开展了一系列有水和无水工况下砂土地基落锚离心模型试验,研究了落锚点分布形态、时间和冲击力影响深度。结果表明:落点离靶心的距离随着落距的增加而变大,但在离心机转轴方向上(垂向),落点位置基本相同;有水时的落锚时间明显大于无水时,但有水时落锚的冲击力影响深度明显小于无水时,且随着落距的增加,冲击力的影响逐渐减小。

关键词：土工离心模型试验霍尔锚落锚冲击力影响深度

来源： cnki会议评论

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岩土工程学报 2020年第S2期42卷 202-207页

作者：王彦頔任宇晓庄道坤高鑫柴伟森闫澍旺天津大学建筑工程学院天津300072

落锚在海床中的贯入问题既影响着后续的拖锚行为,又对铺设于海底的管道、电缆、隧洞等有着较大的威胁。基于耦合欧拉–拉格朗日大变形有限元方法,建立了关于落锚在黏性土海床上贯入问题的计算模型,考虑了黏土强度与重度随深度的变化,通... 详细信息

落锚在海床中的贯入问题既影响着后续的拖锚行为,又对铺设于海底的管道、电缆、隧洞等有着较大的威胁。基于耦合欧拉–拉格朗日大变形有限元方法,建立了关于落锚在黏性土海床上贯入问题的计算模型,考虑了黏土强度与重度随深度的变化,通过与模型试验结果的对比验证了模型的准确性。文章揭示了锚在贯入海床过程中锚的受力、速度及贯入深度等随贯入时间的发展规律,并利用有限元模型分析了土体强度、初始触底速度等参数对落锚贯入问题的影响。

关键词：耦合欧拉–拉格朗日 CEL 落锚大变形分析模型试验

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新型穿航道海底管道防锚保护方案试验及应用

中国海洋平台 2022年第4期37卷 99-103页

作者：余志兵何宁潘悦然黄钰马坤明海洋石油工程股份有限公司天津300452

介绍穿越航道海底管道常用的防落锚保护方式及一种新型柔性防护垫,并对比这些保护方式的应用特点。针对某项目实例,提出单一及组合防锚保护方式,并对此开展落锚撞击物理试验。基于试验数据和设计规范,评估落锚对海底管道强度的影响,并... 详细信息

介绍穿越航道海底管道常用的防落锚保护方式及一种新型柔性防护垫,并对比这些保护方式的应用特点。针对某项目实例,提出单一及组合防锚保护方式,并对此开展落锚撞击物理试验。基于试验数据和设计规范,评估落锚对海底管道强度的影响,并根据校核结论给出海底管道最优防护方案,为工程设计及海上施工提供依据。

关键词：海底管道落锚柔性防护垫力学保护

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穿越航道的海底管道保护设计抗锚害分析研究

中国造船 2013年第A1期54卷 101-106页

作者：李庆马坤明王凤莲熊海荣崔少敏海洋石油工程股份有限公司天津300451

在穿越航道的海底管道保护设计中，锚害是影响管道安全性的关键问题。论文分析研究了落锚的冲击能量以及回填埋设对冲击能量的吸收能力，锚在海床土壤里的拖曳轨迹，锚--土壤--堆石层--管道交互作用下拖曳轨迹。通过实例计算，验证了管... 详细信息

在穿越航道的海底管道保护设计中，锚害是影响管道安全性的关键问题。论文分析研究了落锚的冲击能量以及回填埋设对冲击能量的吸收能力，锚在海床土壤里的拖曳轨迹，锚--土壤--堆石层--管道交互作用下拖曳轨迹。通过实例计算，验证了管道在设计埋深下的安全性。研究成果将为管道埋深设计提供一定的理论指导，对于保证管道安全和降低成本具有重要意义。

关键词：海底管道保护设计落锚拖锚埋深

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锚泊活动对水下沉箱影响的数值模拟研究

锚泊活动对水下沉箱影响的数值模拟研究

作者：王慧大连理工大学

学位级别：硕士

随着海洋油气资源需求的增加,海上锚泊活动对油气开采工程的影响日益受到重视。可采用水下沉箱保护水下生产系统免受锚泊活动的影响,然而用于连接不同沉箱单体的跨接管的容许位移有限,这对沉箱的整体沉降或倾斜提出了较高要求。本文基于... 详细信息

随着海洋油气资源需求的增加,海上锚泊活动对油气开采工程的影响日益受到重视。可采用水下沉箱保护水下生产系统免受锚泊活动的影响,然而用于连接不同沉箱单体的跨接管的容许位移有限,这对沉箱的整体沉降或倾斜提出了较高要求。本文基于CEL方法采用ABAQUS软件模拟了落锚和拖锚对水下沉箱的影响,讨论了土体不排水抗剪强度s、锚速度等关键因素的影响。在分析单一影响因素对落锚和拖锚对水下沉箱规律的基础上,给出了定量计算表达式。主要内容如下:第一,模拟了落锚过程中s对沉箱的影响。总体上,沉箱位移随s增大的变化可划分为三个阶段:s=1～3 k Pa时,沉箱位移随s增大迅速减小,这个阶段内,沉箱周围土体流动模式呈现整体左上方流动占据主导;s=6～15 k Pa时,沉箱位移随s增大而增大,原因是与上一个阶段相比,随s增大,土体的流动模式由右上方流动占据主导变为左上方流动占据主导;s=15～25 k Pa时,沉箱位移在3.5 cm左右,随s变化不明显。第二,模拟了落锚过程中锚贯入速度和锚落点距沉箱距离(简称落距)对沉箱位移的影响,结果表明,贯入速度小于12 m/s时,沉箱的竖向位移最大差值不超过0.11%。此外,沉箱位移随落距增大而减小,根据不同落距下的数值计算结果,给出了不同贯入速度下安全落锚距离的计算表达式。第三,基于不同因素下落锚过程对沉箱影响计算数据的分析,给出两种预测方法:分段预测法为结合不同落距下的沉箱位移三阶段变化关系,采用分段拟合给出沉箱位移计算表达式的方法;简化预测法为忽略沉箱位移曲线中下凸部分点,对剩余点进行拟合得到表达式的方法。其中分段预测法仅适用于落距在0.5～2倍锚长度的工况;简化预测方法适用范围更广,但下凸部分的预测值比计算结果大26%左右,即预测结果是保守的。第四,模拟了拖锚对沉箱的影响,结果显示,无论是沉箱的转角还是位移均远远超过工程中所允许的上限值,会对工程结构造成致命影响;本文结合实际情况下船锚所能提供的最大锚抓力,根据锚拉力和沉箱位移时程曲线,确定出了沉箱的实际位移。通过s、锚重、拖锚速度、拖锚距离对沉箱影响计算结果的分析,总结了不同影响因素条件下沉箱实际位移变化规律,结合船舶淌航距离,给出了禁锚区范围的设置原则。综上所述,本文重点探讨了s和落距对落锚过程中沉箱位移的影响,并提出两种水下沉箱位移预测方法,简化的位移预测方法考虑因素全面、计算简便,较为推荐;此外,重点探讨了拖锚时的s对沉箱位移的影响,提出设置禁锚区以减小沉箱损坏的措施。

关键词：水下沉箱位移落锚拖锚 CEL方法

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海底电缆抛石保护层抗锚害能力分析

海底电缆抛石保护层抗锚害能力分析

作者：肖鹏华中科技大学

学位级别：硕士

海底电缆在当今世界的信息化建设中发挥着非常重要的作用。海底电缆的破坏对人民的日常生活和经济发展都会造成不可估量的损失。因此，其安全性也越来越得到重视。然而，目前国内外对海底电缆抛石保护层的抗锚害能力研究缺乏精确量化的... 详细信息

海底电缆在当今世界的信息化建设中发挥着非常重要的作用。海底电缆的破坏对人民的日常生活和经济发展都会造成不可估量的损失。因此，其安全性也越来越得到重视。然而，目前国内外对海底电缆抛石保护层的抗锚害能力研究缺乏精确量化的分析。为此，本文基于离散元理论，以颗粒离散元分析软件PFC为平台，对用于防护海底电缆的海底堆石坝在船锚作用下碰撞侵彻、拖动下的破坏变形进行计算仿真，从而为堆石坝的设计提供依据。本文的主要工作如下： 1.基于船体和锚链荷载计算公式以及船体受力的基本假设，本文对锚泊系统进行静力分析，建立力学微分方程，利用MATLAB编写相应的有限元程序，对船锚在不同放锚阶段下对应的荷载进行了计算，并分析了水平力和竖向力在放锚过程中的发展规律。 2.以颗粒离散元分析软件PFC为平台，本文采用随机布置结合粒径膨胀法建立抛石保护层的自然堆积模型，同时为了考虑到实际非球形颗粒对力链的形成和发展的影响，采用原子聚合成分子的方式建立了等效四面体颗粒模型和船锚模型，解决了PFC中复杂模型的建模问题，并且引入平行粘接理论建立PFC海底电缆模型，分别对三种颗粒摩擦系数和三种颗粒粒径分布的抛石保护层在拖锚作用下的力学性能进行了计算，系统分析了不同参数对抛石保护层力学性能的影响。 3.基于落锚和拖锚分析的基本假设，针对三种船锚对抛石保护层在碰撞侵彻和侧面拖动侵彻下的安全性进行了验算，并从力链传递、发展的角度分析了抛石保护层的特殊力学性能。

关键词：海底电缆抛石保护层拖锚落锚颗粒离散元 PFC3D力链

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浅谈包西铁路接触网桥钢柱落锚的优化

科技创新与应用 2016年第6期6卷 228-228页

作者：王立国中国中铁电气化局集团公司北京100036

铁路接触网的施工相关技术的研究十分重要。文章针对于包西铁路接触网设计下锚张力的增大,阐述了接触网桥钢柱落锚方案的优化、施工工艺、效益分析等。

关键词：接触网桥钢柱落锚施工方案效益

不同覆盖层对海底管道受落锚冲击防护有效性的试验研究

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水道港口 2020年第2期41卷 140-147页

作者：张一平张慈珩臧志鹏徐玉珺李淇雯许振天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程实验室工程泥沙交通行业重点实验室天津300456

海底管道是海上油气工程的重要基础设施。随着港口运输规模的不断扩大和海洋油气工程的快速发展,港口航道区域与海底管道登陆段发生重叠情况不可避免。第三方活动造成的坠落物撞击(如船舶落锚),会威胁航道下方埋设的海底管道的结构安全... 详细信息

海底管道是海上油气工程的重要基础设施。随着港口运输规模的不断扩大和海洋油气工程的快速发展,港口航道区域与海底管道登陆段发生重叠情况不可避免。第三方活动造成的坠落物撞击(如船舶落锚),会威胁航道下方埋设的海底管道的结构安全。为了寻求合理的防护措施,保证海底管道的安全运行,有必要对落锚引起的管道动态响应进行研究。文章采用物理模型实验的方法,对管道上方覆盖的纯块石层、混凝土块层+块石层、混凝土块层+橡胶垫+块石层、柔性防护垫层+块石层等不同防护形式的有效性进行了对比研究。利用光纤布拉格光栅(FBG)传感器实时测量管道表面的动态应变响应,分析其沿管道的轴向变化以及极值分布。通过模型试验确定了相对有效的覆盖层形式及设计厚度,为海底管道的设计和维护提供了重要依据。

关键词：海底管道撞击落锚应变响应覆盖层