[發明專利]針對海底管道沖刷災害的注漿防護方法及其使用的注漿設備

有效

• 申請號: 201811265259.3
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109610462B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 陳旭光;劉茜茜;孫寶石;田澄;張鳳鵬;邱振華;徐齊宇
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: E02D15/06
• 分類號: E02D15/06
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 劉曉

本發明公開了針對海底管道沖刷災害的注漿防護方法及其使用的注漿設備，涉及海洋工程技術領域，注漿設備主要包括：注漿主體分布有注漿孔的注漿管和驅動裝置等。該方法步驟為：將注漿設備架在海底管道的正上方，兩側的注漿管對稱插入海底管道兩側的海洋土體中，逐漸升高注漿孔的位置并降低注漿壓力，對海底管道周圍的土體進行分層注漿，之后注漿管全部收縮拔出，注漿設備沿管道方向前進到下一段待注漿區域，直至注漿結束形成一段類梯形的連續墻作為注漿加固區。本發明的有益效果是，通過注漿工藝將漿液均勻注入海底管道兩側的土體中，能有效的提高管道周圍土體的承載力，減弱風流和海浪的沖刷作用，在加固和保護海底管道方面起到重要的作用。

技術領域

本發明涉及海洋工程技術領域，特別是針對海底管道沖刷災害的注漿防護方法及其使用的注漿設備。

背景技術

海底管道作為油氣等資源的跨海運輸通道，對國家遠程能源輸送和經濟發展起到了重要的作用。海底管道通常經過混凝土加重、防腐等一系列防護措施后，通過自身重量沉降到海底，鋪設在海底表面，或開挖管溝使其埋設在海洋土體內部一定深度，從而保障油氣的安全運輸。

然而海洋環境復雜，尤其是風浪和海流的長期作用會造成管道周圍海洋土體的不斷沖刷，使鋪設在海底表面或埋設在海洋土體中的管道露出原先的管溝，導致鋪設的海底管線懸跨架空。當懸跨達到一定程度時，管線失去有效的支撐作用，因受到較大的彎矩及作用力而破壞；同時水動力荷載引起的管線渦激振動，使得管線發生疲勞破壞，造成管線的斷裂和油氣泄露。因此開發新型、高效、經濟的海底管道沖刷防護技術具有重要的工程應用價值。

申請號為201020699450.1的中國專利申請公布了一種海底輸油管道防沖刷保護結構。該保護結構通過仿生海草安裝基墊及拋投沙袋組成聯合結構來抵抗沖刷作用。但是，該保護結構的條帶狀仿生海草在強水流作用下易倒伏，使得阻流和泥沙沉積效果變差，可靠性較差。

申請號為201610278503.4的中國專利申請公布了一種海底管道柔性板群沖刷防護裝置。該防護裝置通過一個平鋪海底管道旁邊的海床墊板和排列在海床墊板上的若干個柔性板來抵抗海流的沖刷作用。但是該防護裝置需要人工水下打樁，自動化程度不高。

申請號為201720244206.8的中國專利申請公布了一種適用于海底管道的抗沖刷裝置。該抗沖刷裝置通過沙袋、網狀覆蓋物、防水簾和多個能懸浮在海面的懸浮體，減少沖刷強度，促進海床附近運動的底沙在海底管道附近的淤積。但是該抗沖刷裝置存在水下技術問題且費用昂貴，難以應用于實際。

其他針對海底管道沖刷災害的防護措施普遍為水下拋石、沙包堆壘等，但由于這些固態物體的存在，易出現二次沖刷導致海底管道二次懸空，發生變形破壞，實際使用效果不理想。

發明內容

本發明的目的是通過注漿設備對淺埋于海床的海底管道中受沖刷較為嚴重的某段管道進行注漿防護，最終在該段管道周圍形成一段連續墻作為注漿加固區，從而有效的保護海底管道并延長使用壽命，設計了針對海底管道沖刷災害的注漿防護方法及其使用的注漿設備。

實現上述目的本發明的技術方案為，一種海底管道用的注漿設備，包括：注漿主體，設置于海底管道的上方，所述注漿主體內設有驅使其自身移動的驅動裝置；至少兩組注漿管，分別通過套管伸縮節與所述注漿主體連接，所述注漿管上設有數個與所述注漿主體內的漿液連通的注漿孔；壓力泵，設置于所述注漿主體或注漿管內，用于控制從注漿孔流出的漿液的半徑。

本申請提供了一種優選的注漿設備，所述注漿管上的注漿孔沿著管道方向至少有四列，每個注漿孔的直徑均相同。

本申請提供了另一種優選的注漿設備，所述注漿管上的注漿孔沿著管道方向至少有四列，其中一列的注漿孔從上向下的直徑依次增大。

進一步的，另外幾列的注漿孔直徑相等且其注漿孔直徑大小位于其中一列最大直徑和最小直徑之間。