马坤明，胡春红，张英，王昌

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

近年来，随着我国海洋油气开发进军南海和海外，逐步走向深水水域，海底管路路由面临着越来越复杂的海床地质条件。以南海某气田海底管道项目为例（见图1），其海底管道路由存在海床极度崎岖不平和地质状况复杂多变等困难，给海底管道的设计和铺设等带来极大挑战。因此，开展复杂地质条件下的海底管道失效机理和工程防护措施研究显得尤为重要，在保证海底管道安全性，优化路由，降低成本等方面具有重要意义。

图1 南海某气田海底管道项目海底管道路由三维地形图

1 海底管道在冲刷等条件下的悬跨破坏机理及防护措施研究

由于海床冲刷、淘蚀作用以及海床表面凹凸不平的复杂地貌的存在，当海底管道铺设到海床表面时，经常会不可避免地形成不同长度的自由悬跨情况，悬跨的形成对管道有两种不利影响[1,2]：

（1）由于管道自重及波浪、流此类环境荷载等因素会使悬跨段管道产生过大的弯矩，可能直接造成管道被破坏。

（2）当海水流经悬跨管道时，在一定流速条件下，悬跨管道两侧会出现漩涡，并以一定的频率交替泄放，从而在结构表面形成周期荷载，使得悬跨管道在顺流方向及横流方向上发生振动，即涡激振动，很可能对海底管道造成疲劳损伤乃至破坏。

结合以上两方面原因，可以分析得出管道的临界悬跨长度。海底管道临界悬跨主要由静态悬跨和涡流激振悬跨决定。……