水泥灌浆悬跨处理技术研究与应用

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1、水泥灌浆悬跨处理技术研究与应用Researchandapplicationofcementgroutingtechniqueforpipelinefree-spanrectification学科专业：材料学研究生：张人公指导教师：刘晓非教授天津大学材料科学与工程学院二零一七年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作和取得的，研宄成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证一己在论文中书而使用过

2、的材料。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：＞丨年丨）＾月７日７学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。论文在解密后适用本授权说明）（保密的学位学位论文作者签名：ｉ丨月ｆ日丨日签字日期ｎ签字日期：＞７年月７年

3、仏＾摘要海底管线铺设于海床表面以后，由于各种原因，会出现悬跨，这种现象会严重威胁海上油气的安全生产，需要及时采取有效措施进行治理。国内外有多种海底管道悬跨预防和维护措施，其中水下灌浆法是一种比较经济的治理悬跨的方法。该方法的主要技术难点在于灌浆袋的生产设计，而目前灌浆袋的预制主要依赖于国外公司，国内尚无相关水泥灌浆袋预制厂家。本文的主要研究内容为水泥灌浆袋的研发。首先，通过阅读文献，深入研究国外同类产品的材料和结构，明确待开发产品的基材；其次，结合国内基材纤维工艺，开发制备用于制造水泥灌浆袋的高强度海洋纤维——HGB聚丙烯纤维，

4、并通过实验证明该纤维具有良好的耐腐蚀性能；再次，设计易于加工的水泥灌浆袋的编织方式和袋内结构，并对灌浆袋自身的结构稳定性进行了校核；最后，设计和加工可以配合遥控无人潜水器（ROV）使用的灌浆设备，完成陆地灌浆试验，建立关键工艺，采集施工数据，并结合陆地模拟试验的数据，进一步完善水泥灌浆袋的结构设计和灌浆设备的功能设计。本文通过实验的方式，证明了采用HGB聚丙烯纤维作为水泥灌浆袋基材的可行性；通过理论计算，校核了灌浆袋结构的稳定性；通过陆地灌浆模拟实验，证明了研发的水泥灌浆袋满足实际应用的要求。本文的研究可以为以后的海底管道悬跨处

5、理项目的施工提供一定的借鉴和指导，研发的水泥灌浆袋具有显著的实用价值和良好的应用前景，对以后的研究有一定的理论价值。关键词：悬跨处理，水泥灌浆，聚丙烯，结构设计，灌浆设备IABSTRACTDuetosomereasons,freespanwilloccurafterpipelineislaidontheseabed.Thephenomenonwillthreatenproductionsafetyofoffshoreoil,andweneedtotakeeffectivemeasurestocontrolintime.There

6、areavarietyofpreventionandmaintenancemeasurestodealwithpipelinefreespanathomeandabroad.Andunderwatergroutingisamoreeconomicalmethod.Themaintechnicaldifficultyofthismethodliesinthedesignofthegroutingbag,andgroutingbagprefabricationmainlydependsonforeigncompaniesatpres

7、ent,thereisnorelevantdomesticcementgroutingbagmanufacturers.Themainresearchcontentofthispaperisthedevelopmentofcementgroutingbag.Firstofall,in-depthstudymaterialsandstructureofforeignsimilarproductsbyreadingtheliterature,makesurematerialofthecementgroutingbagtobedeve

8、loped.Secondly,combinedwithdomesticmaterialfibertechnology,fabricatethehigh-strengthmarinefiber-HGBpolypropylenefiber,whichisusedto