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针对海洋工程中新建工程施工对已有海底管缆的破坏风险等问题,以跨越海底管道的引桥工程施工为例,围绕现场施工过程中对海底管道的保护,系统阐述和分析了跨越管道工程的施工关键思路和技术应用.结论表明:海底管道的水下探摸仍然是确定管道位置的最直接和有效的方式,探摸前应对管道资料进行充分分析,并采取安全的表面清淤工艺;确定管道位置后,施工前应在海上设置准确清晰的管道标记和船舶行驶路标,做到海底管道和海上交通的可视化;综合考虑多种作业工况的预抛固定锚可大大减小船舶抛锚的风险,多层次的施工安全监测也是保障管道安全的重要措施.
跨海底管道引桥工程水下探摸海上标记船舶路标预抛固定锚
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海底管缆在铺设或运行中易受到物理、机械等因素的影响,海底管缆会存在不同程度的冲刷、偏移等,利用侧扫声呐对海底管缆进行勘察,可通过侧扫声呐图像判读海底电缆周围的情况,从而了解海底管缆在海底的实际情况,但是侧扫声呐扫测复杂海底地物时形成的图像较为复杂,不清晰,难以判读管缆周围具体的海底地物,因此本文以形态学基础算子为基础,将其巧妙组合并通过添加具有多个尺度和多个方向的结构元素,结合马氏距离权重,建立一种新的边缘检测算法,从而检测出定位更准确,细节信息更丰富流畅的侧扫声呐图像边缘信息.
侧扫声呐图像海底管缆马氏距离边缘检测
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2025 年5 月20 日,中国石油工程建设有限公司西南分公司勘察设计的中国石油首条天然气管道海底隧道——东港海底隧道顺利贯通.作为福建LNG接收站配套外输管道工程的"咽喉"与控制性工程,东港海底隧道全长1 744 m,是福建海峡零碳能源港建设的关键一环.
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为了查明海底管道周边采砂区的范围、水深和地貌等情况,本文首先对其进行全域侧扫声呐扫测,寻找采砂活动痕迹;其次,辅以单波束水深地形数据,进行现场初步解译,摸清采砂活动区空间位置分布后,再采用多波束测深系统开展精细水深地形调查;最后,对采砂区与管道之间开展地层剖面结构调查,较全面地完成了海底某管道周边采砂区的地形地貌探测.结果表明,应用多种探测技术方法可以较好地探测海底地形和地貌,本文所采用的技术方法和工作流程可为相关工程应用提供参考.
海底管道水深测量侧扫声呐浅地层剖面采砂
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卷杆式静力触探是一种先进的勘察技术,属于海底土层的原位测试技术,与传统钻探作业方式相比,具有环保、高效、数据准确等特点.文章以辽东湾某海底管道路由勘察项目为例,通过对卷杆式静力触探测试技术的原理、操作步骤及测试数据成果的应用分析介绍,经钻孔资料对比分析,证明卷杆式静力触探测试技术的安全性、高效性、可靠性,该测试技术适用于我国滨海海域,为我国滨海或浅海的海底管道路由勘察项目全面普及静力触探测试技术提供了参照.
卷杆式静力触探海底管道路由勘察
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在海洋石油工程向深水迈进过程中,海洋工程勘察从业者关注到具有潜在威胁的地质现象,发现了若干与浅水区域具有明显差异的独特地质灾害,对钻井平台就位、导管架平台和浮式平台设计、海底管缆路由优选,均造成了一定影响.本文基于多个深水海洋工程勘察案例,通过对工程物探调查、工程地质调查及海洋环境调查数据分析,阐述深水地质灾害特征及其对海洋工程影响,优化海洋工程设计方案.研究表明,深水区广泛发育沙波、陡坎、硬质海底、断层、海底峡谷、块体搬运沉积体(mass transport deposits,MTDs)等地貌和灾害类型,采用自主式水下航行器等近底潜载调查方式,可以获取厘米级分辨率的调查成果,结合船载调查数据和土工试验数据,能够进行斜坡稳定性分析与海底浅地层划分,为海洋工程建设提供设计依据.
深水海底地形地貌浅层地质灾害油气田开发海底管道路由
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以深中通道海底隧道工程为例,通过调研相关规范标准、研究文献和工程实例,对超长海底隧道消防灭火系统的选择与系统的细节方案设计进行研究与探讨.结果表明,超长海底隧道消防灭火系统推荐设置消火栓系统、灭火器和泡沫－水喷雾联用灭火系统;根据消防管道系统压力可设置多个独立消防泵房形成相互连通的消防环网系统;行车道较宽时推荐采用"双侧侧喷+中间顶喷"的三排喷头布置方案,且消防时同时启动相邻3个灭火分区;消防启动方式应考虑对行车安全及人员疏散的影响;消防联动系统设计应与隧道运营安全保障与应急救援整体体系框架相结合.
深中通道海底隧道水下隧道隧道消防泡沫-水喷雾
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为探究水力喷射式挖沟机的各工艺参数对挖沟效果的影响,设计模块化多喷嘴射流装置,试验研究了喷嘴数量、排布方式、喷嘴直径和移动速度对冲沟效果的影响,分析了冲沟深度、冲沟宽度及两侧沙丘高度,得到最佳射流组合.研究结果表明,喷嘴排布方式对冲沟形态具有重要影响,在流量相同时,随着喷嘴个数减少,冲沟深度和宽度呈现先增大后减小趋势,冲沟断面形态由"U"形变为"V"形;冲沟特征尺寸随喷嘴直径的增大而减小,喷嘴出口弗劳德数直接反映了流量固定时喷口直径对冲坑深度及形态发展的影响作用;移动速度对冲沟深度的影响明显大于冲沟宽度,但均随移动速度增大呈减小趋势.研究成果对挖沟机的优化设计和施工运行具有指导意义.
海底管道埋设多喷嘴射流移动射流冲沟特征尺寸
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通过室内水槽试验,研究了波浪和水流共同作用下管道周围局部冲刷过程.此外,采用Flow-3D数值模拟软件建立波流-管道-流体有限元模型,研究了海底管道在Stokes波和水流共同作用下的水动力和局部冲刷特征,探究了水深、流速、管道直径、悬空高度等因素对管道周围冲刷的影响规律.结果表明:波流作用下,管道上、下游两侧压力差引起管道下的渗流,在渗流力的作用下泥沙颗粒发生管涌,管道与海床之间形成孔道,标志着局部冲刷的开始.不同水深、管道悬空高度、海流流速对管道冲刷特征有显著影响,水深增加,最大冲刷深度减小,有效抑制了冲刷的发展;管道悬空高度增加,最大冲刷深度也随之减小,但冲刷坑的宽度相应增大;海流的存在显著促进了冲刷的发展,增加了管道的最大冲刷深度.
海底管道局部冲刷冲刷机理最大冲刷深度水动力特性
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随着石油天然气能源开发逐步向海洋发展,海底管线作为海底石油天然气生产运输的重要枢纽,其安全性越来越受到关注.采用水下管道连接器是目前国际上快速连接和修复海底管道的主要方法.基于此,综述了国内外水下连接器的发展现状,分析了各类水下连接器的优缺点,并对其未来发展进行展望.
水下连接器石油天然气海底管道快速连接修复
