[發(fā)明專利]一種海底管道柔性板群沖刷防護(hù)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610278503.4
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105715908B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張芝永;楊元平;吳修廣;曾劍;王瑞鋒;邵杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江省水利河口研究院
• 主分類號: F16L57/00
• 分類號: F16L57/00;F16L1/12
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司33101
• 代理人: 王洪新,王之懷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海底管道沖刷防護(hù)裝置，尤其涉及一種利用柔性板群的海底管道沖刷防護(hù)裝置。

背景技術(shù)

海底管線的正常運(yùn)行是海上油氣田安全生產(chǎn)的重要保證。海底管道鋪設(shè)后，水下流場的動態(tài)平衡被打破，導(dǎo)致局部水流流速加大，形成一定范圍內(nèi)的流速梯度集中區(qū)，并構(gòu)成對海床的強(qiáng)剪切作用和局部大比尺旋渦的擾動，進(jìn)而引起海底管道局部海床的沖刷，從而導(dǎo)致鋪設(shè)的海底管線懸跨架空，懸跨達(dá)到一定程度時，管線失去有效的支撐作用，加上水動力荷載引起的管線渦激振動，使得管線發(fā)生疲勞破壞，造成管線的斷裂和油氣泄露，因此開發(fā)新型、高效、經(jīng)濟(jì)的海底管道沖刷防護(hù)技術(shù)具有重要的工程應(yīng)用價值。

目前對于海底管線常用的防護(hù)方法有水下拋石、沙包堆壘、混凝土沉排墊等。這類方法雖然對海底管線的局部沖刷起到了一定的防護(hù)效果且易于施工，不過由于水下拋石、沙包、混凝土沉排墊等固態(tài)物體的存在，同時也會導(dǎo)致海底“二次沖刷”問題的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致防護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。近年來有效避免二次沖刷問題的人工草、仿生海藻等柔性防護(hù)技術(shù)開始逐漸發(fā)展起來，但由于目前設(shè)計的人工草、仿生海藻多做成條帶狀，在強(qiáng)水流作用下易于倒伏，使得阻流和泥沙沉積效果變差，可靠性不好。加上其固定支架施工復(fù)雜，成本高等問題，使得柔性防護(hù)技術(shù)在實際工程中應(yīng)用并不是很廣泛。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有柔性防護(hù)技術(shù)倒伏過大、促淤效果差等問題，提供一種海底管道柔性板群沖刷防護(hù)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本較低、倒伏較小，促淤效果好，可適用于各種水流條件。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種海底管道柔性板群沖刷防護(hù)裝置，包括至少一個平鋪海底管道旁邊的的海床墊板；其特征在于該沖刷防護(hù)裝置還包括排列在海床墊板上的若干個柔性板，柔性板的平面與海底管道的軸線構(gòu)成的角度小于正負(fù)15度；所述海床墊板通過錨樁固定在海底。

所述海床墊板位于海底管道的迎流側(cè)，或者位于海底管道的兩側(cè)。

所述柔性板的平面與海底管道的軸線平行。

所述海床墊板為高強(qiáng)度、耐腐蝕的硬PVC板，作為柔性板的固定基礎(chǔ)。海床墊板的四周及各邊中心位置與錨樁固定連接。

所述海床墊板寬度為管道直徑的20倍以上。

所述柔性板為高強(qiáng)度、耐腐蝕、有一定浮力和柔度的非金屬材料板，厚度為10-20mm，高度為管道直徑的1-2倍，長度為0.8-1.5m。

所述非金屬材料板為橡膠板。

所述的柔性板底部邊緣用角碼、螺絲與海床墊板固定在一起。

進(jìn)一步地，每一塊海床墊板上布置4-8排柔性板，每排柔性板與管道軸線平行；排與排之間柔性板交錯排列，后排每一柔性板正好覆蓋前排柔性板之間間隙。

進(jìn)一步地，每排柔性板間距為柔性板長度的2-5倍，每排中的相鄰柔性板之間的間距為柔性板長度的0.5-0.8倍。

本發(fā)明的工作原理是：將裝置固定在管道兩側(cè)，當(dāng)潮流經(jīng)過時，各排柔性板在水流作用下均產(chǎn)生一定的彎曲，水流在第一排柔性板的阻流作用下，發(fā)生分流，水流從柔性板頂端和板與板之間的間隙流過，板后水流流速降低，第一排間隙內(nèi)水流向下流動時受到第二排柔性板的阻流作用，進(jìn)一步分流，使得流速進(jìn)一步降低，如此經(jīng)過多排柔性板后，流速持續(xù)降低，最終將管道附近流速降低至低于泥沙起動流速，水流挾帶的泥沙顆粒在柔性板群及管道周圍沉積，使得管道周圍海床由沖刷轉(zhuǎn)為淤積，達(dá)到了海底管道沖刷防護(hù)目的。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明耐腐蝕、強(qiáng)度高、倒伏較小，促淤效果好，可適用于各種水流條件；而且結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，適合用于海底管道的沖刷防護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的海底管道柔性板群沖刷防護(hù)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號為：

1.海底管道；2.柔性板；3.錨樁；4.海床墊板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖所示的實施例進(jìn)一步說明。

如圖所示，本發(fā)明所述的海底管道柔性板群沖刷防護(hù)裝置中，海床墊板4平鋪于海底管道1迎流側(cè)海床上(距離海底管道1-2倍管徑范圍內(nèi))，海床墊板四周及各邊中間位置用錨樁3與海床固定；錨樁優(yōu)選不銹鋼金屬材料制作的錨樁。若干個柔性板2按照交錯排列方式將依次固定于海床墊板上，每塊柔性板的平面與海底管道的軸線構(gòu)成的角度小于正負(fù)15度，最好能夠保持平行狀態(tài)。

制作過程為：