仿生草在平湖悬空油管维护中的应用效果.pdf

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1、ISSN1OO9—2722海洋地质前沿第29卷第8期CN37-1475／PMarineGeologyFrontiersVOl29NO8文章编号：10092722(2013)08—0053—07仿生草在平湖悬空油管维护中的应用效果侯志民，张异彪，蔡春麟，陈伟力。，胡斌，廖林燕(1第一海洋地质调查大队，上海201208；2上海石油天然气有限公司，上海200041)摘要：在介绍仿生草技术的主要原理及仿生草的铺设过程基础上，主要探讨了仿生草技术在平湖油管岱山登陆段的应用效果。通过单波束、浅地层剖面仪、侧扫声纳等声学方法探测及人工探

2、摸进行检验，结果初步表明，相对于其他措施，仿生草对悬空管道维护效果较为明显。关键词：仿生草；悬空管道；维护效果中图分类号：TE931．2文献标识码：A年检测均能发现不同程度的断续悬空现象，且有1研究背景逐年增加的趋势，虽经定期进行沙包回填加固，但仍不能有效杜绝管道悬空，呈现“悬空一回填一冲平湖油气田1O海底输油管道岱山登陆段于刷一出露～悬空”的恶性循环。目前，该区段部分1998年建成投产，因海床冲刷和台风影响出现多油管已整体高出海床面2m多，不仅给回填加固处较长距离的悬空和裸露区域。为避免近岸潮流工作增加很大难度，同时，海

3、床及回填稳定性周期的强冲刷及人类活动的破坏，在管道上方进行抛也在逐渐缩短，已严重影响了油管安全。石保护，抛石坝长度约1km，但油管因出现超过设计极限的悬空发生涡激振动l1]。2000年10月仓15日和11月14日，在kp2．615和kp2．314两处N先后发生疲劳断裂，之后在老油管抛石坝东北约830m处另辟新路由。但是，由于老路由抛石坝老油管的存在而产生了严重的“丁坝效应”，其形成的冲刷沟槽逐渐向新油管延伸，不仅改变了新老油管之间的海底地形，而且还在新路由区形成东、西2个跨越管道的冲沟(图1)，导致冲沟内又有新的图1岱山登

4、陆段地形图悬空管道出现。根据历年检测和探摸回填情况，Fig．1ThesubseatopographyofDai—shahoffshore新油管受冲沟的影响已日益严峻，尤其东冲沟(kp3．6一kp4．0)，从2005年下半年开始，几乎每据岱山海洋站资料，该路由所在海域多年平均潮差为1．91m，最大潮差为3．73m，潮流为往收稿日期：2O13—0424复流，涨潮流向Nw，最大实测流速为1．64m／s，基金项目：国家自然科学基金(41006024)落潮流向SE，最大实测流速为1．40m／s，底质类作者简介：侯志民(1983一)，

5、男，工程师，主要从事灾害地质和工程地质研究工作．E—mail：zhimin～hou@163．COI1]型以黏土质粉砂、细砂、黏土为主。受水动力及54MarineGeologyFrontiers海洋地质前沿2O13年8月地形影响，目前平湖悬空油管主要集中在近岸段，成一个被仿生草加强了的海底绿洲，从而控制了尝试了多种措施对悬空海底管道进行悬空处理与海底结构物附近海床冲刷的形成(图2)。冲刷控制，如挖沟掩埋，抛石，沙包回填，以及对较长距离的悬空管道进行支撑回填(表1)。每种措施都有其优势与不足，既要修正悬空，又要有效控制冲刷，大

6、多需要将几种措施结合起来“]。由于岱山登陆段新油管东冲沟段部分海底管道管顶已高于海床2m左右，挖沟处理已不具备条件，其他措施效果也不特别明显，都只是暂时处理，未图2仿生草技术原理示意图(据文献[6]修改)Fig．2TheprincipleofthebionicSCOUrprevention能达到长效维护。基于上述情况，仿生草技术是(modifiedfromreference[6])一种新的尝试。2．2仿生草铺设位置选取表1平湖海底管道悬空处理与冲刷控制主要措施Table1Measures{orhangingtreatmen

7、tandscour自2005年以来，平湖油管岱山登陆段东冲沟controlinPinghuOilandGasField区域每次检测都有较多悬空段存在，尽管经过多次回填，悬空治理效果仍不理想。kp3．725一kp3．765段历年来一直处于冲蚀环境，水深在18m左右，有悬空段存在，目前该区段残留回填沙包坝体相对完整，坡度相对较缓，仿生草更容易铺设。综合历年管道悬空情况、现有残留回填沙包情况和作业条件等因素，选取kp3．725一kp3．765作为仿生草铺设区段，并于2011年6—7月之间2仿生草技术的原理与应用完成仿生草铺设。2

8、．1仿生草技术的原理2·3仿生草铺设过程(1)沙包整平该段油管下方沙包堆积呈仿生草技术是基于海洋仿生学原理而开发研“凹”形，油管置于“凹”形底部，部分油管已悬空，制的一种海底防冲刷的高新技术，其采取“疏导”两侧沙包堆积较为松散且不规则，经潜水员将油的办法来防治海底冲刷问题，即利用仿生草带黏管两侧沙包整平