李国珍，东朝丽，袁亚雷，董守平

（中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，北京102249） ①

流动显示法用于海底管道淘空机理试验研究

李国珍，东朝丽，袁亚雷，董守平

（中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，北京102249）①

随着海洋石油开发的快速发展，大量的海底管道被安装并投入运行。针对海底管道常见的淘空现象，采用染色液流场显示方法，试验研究海底管道从部分裸露到完全裸露后其周围流场的特征，揭示了海底管道淘空过程。

海底管道；流场；淘空

随着海洋石油开发的快速发展，油气的输送需要安装大量的海底管道。然而海底管道长时间在海流（波浪）、砂土以及管道多相流三者作用下，在海底管道周围可能出现冲刷掏空现象，使部分管道裸露或某段、某几段管道周围掏空，从而引起管道的悬空振动［1］。这改变了管线的受力状态，当悬空长度达到一定极限时，会引起管线断裂和疲劳破坏，造成巨大的经济损失。鉴于此，对海底管道冲刷掏空进行研究是完全必要的［2－5］。

1 试验方案

模拟试验在中国石油大学（北京）海洋力学试验室的海浪、流试验水槽中进行，水槽3面透明，由钢质框架嵌装10mm平板玻璃构成，全长14.5m（有效长度为13m），高1m，宽0.84m。试验装置如图1，水流在水槽下方水泵的驱动下沿下方管道按图示箭头方向流动，管道上安装的流量控制阀可以控制水槽中水的流速在0～0.40m／s。水槽尾部有滤波网，以防止水流在水槽尾部产生反射波，在试验水槽尾部还设有沉沙池，以拦截水流带来的泥沙。……