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海油陆采平台冲刷防护及断面稳定性试验研究

作　者: 东野大鸣
导　师: 梁丙臣；李华军
学　校: 中国海洋大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 海油陆采平台稳定性 COHERENS 泥沙冲淤冲刷防护
分类号: U674.381
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
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内容摘要

随着社会的发展,人类社会对能源的需求越来越大。陆地上的油气资源经过长期开发之后已日趋枯竭,油气开发渐渐转向了资源丰富的海洋。目前在我国,海洋石油的开发主要集中在300米水深以内的浅海。而近年来,胜利油田等油田在水深5米以内、距离陆地较近的极浅海区域不断取得勘探发现,但由于不具备架设采油平台的条件,一般采用修建人工岛与进海路即“海油陆采”的方式进行开采。而修建人工岛、进海路进行油气勘探和开发,在技术上安全可靠,在经济上节约,是海油陆采开发极浅海油藏的一种有效模式。本文针对胜利油田老292海油陆采平台的修复加固工程现实存在的问题,对断面稳定性进行了物理模型试验,并进行了海油陆采平台的冲刷预测。物模试验研究了进海路防护结构的稳定性并对断面护面块体形式进行了优化；数值模拟则采用COHEREN-SED模型进行了工程区域的水流、泥沙模拟,计算给出了工程附近海域的水动力和泥沙冲淤值,计算了堤头的局部冲刷值并提出冲刷防护措施。本文主要工作如下：(1)运用已被广泛应用的改进JONSWAP型谱进行波浪要素模拟,进行了断面在五个水位下的的稳定性测试,提出了护底块石的稳定重量和护底宽度调整方案；(2)首次采用的COHERENS-SED模型模拟了老292海油陆采平台附近海域的水动力和泥沙冲淤,以及了老292海油陆采平台堤头的局部冲刷值,并提出从减小底部剪切应力和加深基础两方面加强基础冲刷的防护措施。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-15
  1.1 问题的提出  8-9
  1.2 相关研究工作的回顾和研究现状  9-13
    1.2.1 人工岛的研究历史与现状  9-10
    1.2.2 海岸工程物理模型试验发展状况  10-11
    1.2.3 数值模拟研究海岸工程与海洋环境相互作用的历史与现状  11-13
  1.3 本文的主要工作内容  13-15
第二章海油陆采平台进海路断面稳定性物理模型试验研究  15-36
  2.1 工程概况  15
  2.2 试验研究目的  15
  2.3 试验依据  15-17
  2.4 水文条件  17-18
    2.4.1 工程设计水位  17
    2.4.2 波浪要素  17-18
  2.5 试验内容  18
  2.6 试验设备及试验方法  18-22
    2.6.1 试验设备和仪器  18-19
    2.6.2 模型比尺的确定  19-20
    2.6.3 地形及模型制作  20
    2.6.4 试验波要素及工况组合  20
    2.6.5 波谱的选择及依据波制作  20-22
    2.6.6 试验测试  22
  2.7 试验结果及分析  22-35
    2.7.1 老292进海路断面试验  22-32
    2.7.2 老292进海路改进断面试验  32-35
  2.8 试验结论与建议  35-36
第三章海油陆采平台的数值模拟  36-60
  3.1 数学模型  36-42
    3.1.1 潮流数值理论描述  36-39
    3.1.2 波浪模式SWAN模型主控方程  39-40
    3.1.3 悬浮泥沙主控方程及边界条件  40-42
  3.2 黄河三角洲沿海海域、工程实施海域的潮流场、冲淤数值计算  42-57
    3.2.1 黄河三角洲滨海海域(第二计算域)  42-48
    3.2.2 海油陆采平台工程附近海域水动力及冲淤数值计算(第三计算域)  48-57
  3.3. 工程的堤头局部冲刷  57-58
    3.3.1 NNW向波浪和潮流共同作用下老292海油陆采平台附近最终冲刷  57
    3.3.2 NNE向波浪和潮流共同作用下老292海油陆采平台附近最终冲刷  57-58
  3.4. 堤底坡防护宽度及相应措施  58-60
第四章结论  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
个人简历  64-65
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  65
作者在攻读硕士学位期间参加的项目  65

海油陆采平台冲刷防护及断面稳定性试验研究

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