抛锚作业撞击海底管道的概率与影响
施工船舶抛锚作业对海底管道的影响研究
范 围 应 用 于 我 国海 洋 石 油 工 业 方面 ， 它 可 以在后退的过程中起到稳住船首的作 时 机 。 在 抛 锚 的过 程道 造成的很多损害 问题， 它会引起海底管
道 发 生 泄漏 问题 ， 进 而会 使 泄 漏 事 故造 成 其他 严重 的 危 害后 果 ， 这 种 危 害 有可
２ ． 海 中石 油 平台 附近 临 时抛 锚 避 碰 注 意 能 达 到 灾难 性 ， 对 于海 底 管道 造 成 非常 １ 管 道区域的抛 锚方法
以便 于锚 泊船 具 有足 够 已经连 续输 送 大量 油 、 气， 海 底管 道运 输 用； ③应急用锚 ， 在一些紧急情况下， 可 定 的出 链 长 度 ，
方式最可靠 、 最经济、 最安全和最高效，
出链过长或者过短都对安全 以 通 过 拖锚 的方 式 刹减 船 速 ， 防 止 出现 的系留力，
施工船舶抛锚作业对海底管道的影响研究
◎ 王希清 中交一航局第三工程有限公司
摘 要： 抛锚作业可能会撞击海底管道 ， 这是 一种 偶然发生 的事件 ， 海底管线 因碰撞而 发 生损 坏是 其面 临的主 要安 全威 胁。 但 是这 对于 该管 道 的安全 运行 造成 了一 定 的破 坏 与影 响。 文章 中分析 了抛锚 作业撞 击海底管道 后所采取 的相关措 施 ， 以及抛锚作 业撞击海底管 道的机率 ， 为进一步探讨提高探究海底管道在偶然发生时所 带来的影响。 关 键词 ： 抛锚作业 海底管道 影响研究
程 中对 海 底 管道 的安 全 危 害 主 要 有 ： 抛 航 的方 法在 航 行 ， 可 以 抛 锚 并 出适 当长 以便 于 有效 增加 船 舶 的漂 泊 ３ ． 平台拖航带技术对海 底管道的影响 锚 作 业 时发 生 脱锚 事故 时 锚 撞击 海底 管 度 的锚 链 ， 道； 抛 锚 时发 生锚 链 断 裂 事故 时 锚 链 撞 阻力， 来起到控制船首的作用， 并且对于 击海 底 管 道 ， 该 问题 都 会对 海底 管 道 的 船 舶 抵 抗 大 风浪 具 有一定 的辅助 作用 ， 安 全 问题 造 成 影 响 ， 文 中就 对于 抛 锚 作 从 而 保证 航行 安 全 。 业对 海 底管道 的 影响进 行分析 与研究 。
船舶锚泊作业对海底管道安全风险分析
故障与安全DOI ：10.3969/j.issn.1001-2206.2023.05.009船舶锚泊作业对海底管道安全风险分析李海学1，朱青春2，魏颂珂31.中海油安全技术服务有限公司，天津3004502.必维（天津）安全技术有限公司，天津3002013.中国石油集团海洋工程有限公司，北京102600摘要：船锚撞击、拖曳是海底管道遭受第三方破坏，导致海底管道发生泄漏，造成海洋环境污染、生产停滞等严重后果的主要因素之一。
针对渤海湾水域水深较浅、航运密集度高的现实情况，建立落锚贯入深度的数学模型，采用耦合的欧拉-拉格朗日方法模拟计算方法，计算出船舶落锚后的贯入深度，提出渤海湾某海底管道埋设深度的安全值；根据落物漂移轨迹理论，计算落锚击中海底管道的概率，综合分析得出船舶落锚对该海底管道安全风险；通过计算拖锚时锚爪的入土深度和渤海水域拖锚的可能性，得出拖锚对海底管道安全风险。
分析计算落锚、拖锚等船舶锚泊作业对海底管道产生的安全风险，对海底管道管理方、船舶方、海事部门共同保护海底管道具有一定的指导意义。
关键词：海底管道；锚泊；抛锚；拖锚；欧拉-拉格朗日方法；埋深Analysis of safety risk of submarine pipelines in ship anchoring operationsLI Haixue 1,ZHU Qingchun 2,WEI Songke 3OOC Safety Technology Service Co.,Ltd.,Tianjin 300450,China2.Bureau Veritas (Tianjin)Safety Technology Co.,Ltd.,Tianjin 300201,China3.China Petroleum Offshore Engineering Co.,Ltd.,Beijing 102600,ChinaAbstract：Anchor impact and towing are the main factors that cause the submarine pipeline to be damaged by a third party,resulting in submarine pipeline leakage,marine environmental pollution,production stagnation,and other serious consequences.Since the water depth of Bohai Bay is relatively small,and the intensity of shipping is high,a mathematical model of anchored penetration depth is established in this paper.The coupled Euler-Lagrange simulation method is adopted to calculate the penetration depth after ship anchoring,and the safety value of the buried depth of a submarine pipeline in Bohai Bay is proposed.According to the drift trajectory theory of falling objects,the probability of falling anchor hitting the submarine pipeline is calculated,and the safety risk of the submarine pipeline is obtained by comprehensive analysis.By calculating the depth of the anchor claw and the possibility of dragging the anchor in Bohai Bay,the safety risk of dragging the anchor to the submarine pipeline is obtained.By analyzing and calculating the safety risks of ship anchoring operations such as dropping anchor and dragging anchor,this paper has certain guiding significance to the joint protection of submarine pipelines by submarine pipeline parties,ship parties,and maritime departments.Keywords：submarine pipeline;anchoring;dropping anchor;dragging anchor;Euler-Lagrange method;burial depth据国家统计局数据，2021年我国原油对外依存度高达72％，天然气对外依存度达到46％。
抛锚作业撞击海底管道的概率与影响
这种 偶然 性 的载荷破 坏很 容易 导致 海底 管道 受到 损 坏； 因此 ， 分析 抛锚 作业 撞击海 底 管道 的影 响 已成为 保 障海 底管 道安 全运行 的一项重 要研 究 内容 ］ 。
的重要 组成部 分 ， 已经 覆盖 了东海 部 分水域 和南 海 、 渤 海东 西部 大部 分 水 域 。与 陆上 管 道 相 比 ， 在充 满 各 种危 险 的海洋 这 一 特 殊环 境 中铺 放 安 装 管道 ， 自
中， 抛锚 作业撞 击 属于 一种偶 然性 的 载荷破 坏 ， 但 是
腔旁 通 的前 提 下 ， 设 法 在 困油 容 积 变小 时使 之 与 排
出腔 连通 ， 增 大时 与吸入 腔 连通 ， 上述 因 困油 而 产生 的 弊 端 即 可 消 除 。具 体 的 方 法 有 多 种 ， 如： 卸 压 槽 法、 卸压 孔法 、 修 正齿形法 、 采 用 斜 齿 轮 或 人 字 齿
新 技术 新工 艺
２ ０ １ ３年
第 ５期
抛 锚 作 业撞 击 海 底管 道 的概 率 与影 响
刘 永 和
（ 中海 石 油 （ 中国 ） 有 限公 司 深 圳 分 公 司 ， 广东 深圳 ５ １ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 在 海底 管道 所 受到 的各种损 害 中， 抛锚 作 业撞 击属 于一种 偶 然性 的 载荷破 坏 ， 但 是 很 容 易 导
ａｎ ｃ ｈ ｏｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕｂ ｍ ａｒ ｉ ｎｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎｅ ｓ ， ｔ ｈｅ ｎ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ｕｂｍ ａ ｒ ｉ ｎｅ ｐｉ ｐｅ ｌ ｉ ｎｅ ｓ ｗａ ｓ ｄｉ ｄ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ ｅ ｘｔ ｅ ｎ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄａ ｍａ ｇｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｎｃ ｈ ｏｒ
关于事故性抛锚对海底管线损害的探讨
关 于事 故 性 抛 锚 对 海 底 管 线 损 害 的探 讨
谭 箭 ， 恒志， 李 田 博
（ 武汉理 工大学 航 运学院 ， 武汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ３ 摘 要： 依据海底管道 的风险评估方法 ， 参考概率论 的基 本原理 ， 论述 了事故性抛锚 情况下 ， 锚撞击 海底
管道 的概 率 ， 估算 出事故抛锚对海底管道 的损害程度 ， 并提 出应对措施 。 关键 词 ： 海底管线 ； 事故性抛锚 ； 撞击概 率 ； 损害程度 ； 应对措施 中图分类号 ： ７ ． ２ Ｕ６ ５９ 文 献标 志码 ： Ｂ
海底 石油 管线 是海 洋油 气资 源开 发和 利用 的 生命 线 ， 的安 全 与 否 直 接 影 响着 海 洋 石 油 工 业 它
和海 洋生 物与 环境 的发 展 。海底 石油 管线 在安 装
境 的破 坏 ， 须 对 事故 性 抛 锚 损 伤 石 油 管线 的概 必
率 及损 害程 度进 行评 估和 分析 ， 管线 的维修 、 为 结
Ｄｉｃ ｓｏ ｎ Ｄａ ｓ ｕｓ ｉ ｎ ｏ ｍａ ｅ ｏ ｃｄ ｎｔ ｌＡｎ ｈｏ ｉ ｇ Ｏｐ ｒ ｔｏ ｇ ｆＡｃ ｉ ｅ ａ ｃ ｒｎ ｅ ａ ｉｎ ｕ ｎ ｔ ｂ ａ ｉ ｐ ｌｎ ｓ ｐｏ ｈｅ Ｓｕ ｍ ｒｎｅ Ｐｉ ｅ ｉ ｅ
ＴＡＮ Ｊ ａ ，Ｌ ｎ －ｈ ，Ｔ ＡＮ ｏ ｉｎ Ｉ Ｈｅ ｇ ｚ ｉ Ｉ Ｂ
维普资讯 com
第３ ７卷 第 １ 期 ２０ ０ ８年 ２月
船 海 工 程
Ｓ Ｐ＆ＯＣＥＡＮ ＨＩ ＥＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ
Ｖｏ． ７ Ｎｏ １ １３ ．
Ｆ ｂ ２０ ｅ．０８
文章编号 ：６ １７ ５ （０ ８０ —１ ２０ １ ７—９ ３ ２ ０ ） １０ ４ —３
海底电缆管道保护规定
本规定公布施行前铺设竣工的海底电缆管道，应当在本规定生效后90日内，按照前款规定备案。
第六条 省级以上人民政府海洋行政主管部门应当每年向社会发布海底电缆管道公告。
海底电缆管道公告包括海底电缆管道的名称、编号、注册号、海底电缆管道所有者、用途、总长度（公里）、路由起止点（经纬度）、示意图、标识等。
第七条 国家实行海底电缆管道保护区制度。
省级以上人民政府海洋行政主管部门应当根据备案的注册登记资料，商同级有关部门划定海底电缆管道保护区，并向社会公告。
军事电缆管道的保护活动，不适用本规定。
第三条 国务院海洋行政主管部门负责全国海底电缆管道的保护工作。
沿海县级以上地方人民政府海洋行政主管部门负责本行政区毗邻海域海底电缆管道的保护工作。
第四条 任何单位和个人都有保护海底电缆管道的义务，并有权对破坏海底电缆管道的行为进行检举和控告。
（二）海上作业与海底电缆管道的维修、改造、拆除发生纠纷的；
（三）海上作业者与海底电缆管道所有者间的经济补偿发生纠纷的；
（四）赔偿责任或赔偿金额发生纠纷的。
第十七条 海底电缆管道所有者有下列情形之一的，由县级以上人民政府海洋行政主管部门责令限期改正；逾期不改正的，处以1万元以下的罚款：
海底电缆管道保护规定
（2004年1月9日国土资源部令第24号发布）
第一条 为加强海底电缆管道的保护，保障海底电缆管道的安全运行，维护海底电缆管道所有者的合法权益，根据《铺设海底电缆管道管理规定》和有关法律、法规，制定本规定。
船舶应急抛锚贯入深度分析
基础科技船舶物资与市场 370 引言海底管道是海洋油田开采的重要组成部分，一旦其受到破坏，不仅会造成非常严重的经济损失，还会造成大面积的石油泄漏，直接造成大面积的海洋污染。
此外受到信息通信发展的高速影响，各种海底光缆传输工程越来越多，它们承担着大量的国际通信业务，一旦这些通信光缆受损，必将会造成非常大的影响[1]。
通过对最近几年的海底管道和海底光缆事故观察可知，大部分都是由于船舶应急抛锚所导致的，锚直接将光缆和管线砸断。
为了有效避免这些问题，对应急抛锚的贯入深度进行认真的分析计算，制定更加合理的管线埋设深度，这对提高海底管道的综合效益，具有非常重要的现实意义。
1 相关研究结论一些学者利用软件来建立贯入深度数值分析，有效仿真出锚自身尺寸与质量、落锚速度及海底土壤不排水抗剪强度对锚贯入深度的影响。
还有部分学者研究锚对管道撞击可能造成的破坏。
王宏明[2]利用能量分析方法，来就船舶抛锚对渤海湾管道撞击损伤进行分析。
对不同海底条件下和抛锚条件下，锚撞击管道所产生的管道损进行了细致的分析，其研究结果在海底管道埋设深度计算中，起到了非常大的作用。
2 船舶抛锚贯入深度的计算当船锚接触到海底泥面后，会对海底泥面产生一个竖直向下的力，由于海底土体比较松软，在该力的作用下，很容易出现变形的情况，并给船锚一个向上的作用力。
船锚在该力的作用下，会不断加速，直到减速为0，在减速过程中，船锚插入土体的深度也会越来越高。
在实际船舶用锚中，其主要使用的是杆锚、无杆锚和大抓力锚，其中无杆锚在大型船舶上的应用最多，在各种管道伤害事件中，其最为常见。
船舶应急抛锚贯入深度分析王巍巍（唐山港引航站，河北 唐山 063000）摘 要：随着我国经济的高速发展，各种沿海船舶活动越来越多，各种海底工程也越来越多。
船舶应急抛锚是船舶在行驶过程中，遇到紧急情况，所需要做的一种应急行为。
在抛锚过程中，由于锚的动能很大，很容易对海底管道造成破坏，严重时会引起各种事故的发生。
施工船舶抛锚作业对海底管道的影响研究
Ｐ 。 以按 照如 下方 法计 算 ： 先 求解 锚 坠落 可 首 在 一定 范 围 内的 概 率 ， 后 根 据 海底 管 道 在 此 区 然 域 的布 置情 况求 解撞 击 管道 的概 率 。 锚 坠 落后 在海 水 中 的漂 移 服 从 正 态 分 布 ， 其
关键词 海底管 线 ； 险评估 ； 泊 ； 风 锚 碰撞 文 献 标 志码 ： Ａ ＤＯＩ １ ． ９ ３ ｊＩ Ｓ １ ７ —８ １ ２ １ ． ３ ０ ２ ： ０ ３ ６ ／．Ｓ Ｎ ６ ４ ４ ６ ． ０ ０ ０ ． ２
中 图分 类号 ： ９ ． １ Ｕ６ ７ ３
Ｏ 引 言
随 着 近 海 石 油 工 业 的 发 展 ， 底 管 线 在 近 海 海 石 油 及 天 然 气 的 大 量 开 采 运 营 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 。海 底 管 线 运 输 具 有 连 续 性 、 闭 性 、 效 ］ 密 高 性 、 全 性 等 优 点 ， 同 时 ， 存 在 风 险 性 较 大 ， 安 但 又 １
施 工船 舶 抛 锚 作 业 对 海 底 管道 的 影 响研 究— — 王 再 明 米 小 亮 张 超
９ ３
施 工 船 舶 抛 锚 作 业 对 海 底 管 道 的影 响 研 究
王 再 明 米 小 亮 张 超 。
（ 波 海 事 局 督 察 处 浙 江 宁波 ３ ５ ２ ） （ 宁 １ ０ ０ 武汉 理 工 大 学 航 运 学 院。 武 汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ３
次 性投 资 较 多 ， 查 维护 不 方 便 ， 旦 出现 事故 ， 检 一 修 复困难 等 缺点 。这 就对 海底 管线 运输 的 技术 可 靠性 、 安全 性 、 险性 、 风 经济 性提 出了更 高 的要求 。
落物撞击作用下海底管道风险评估
( 12)
Pf 的无偏估计为:
∀ Pf =
N
1 N
I ( gi ( x1, x 2,
i= 1
∃, xn) )
=
Nf N
( 13)
式中: Nf 为N 次模拟中 Z< 0 的次数。
当抽样数足够大时, 失效的频率近似等于失效概率。误差 ∀与抽样数N 的关系为:
∀= [ 2( 1- Pf ) / ( NPf ) ] 1/ 2
( 3)
式中: Pm, n, i 为 i 类落物从坠落点 n 落入后撞击管线段 m 的条件概率; r 为坠落点中心距离管线 m 段中心的
距离; l 为管线段 m 的长度。NOP 为吊机落物范围内划分的落入海域的坠落点的总个数; NOBJ 为落物种
类; NPL 为将平台附近管线AB 划分的段数; N i 为 i 类物体年起吊次数; f i 为 i 类物体坠落概率; Pn 为 i 为落
半径的工作区域内。首先将落物范围离散化, 假设其
按照等概率分布[ 6] 。则整个落物范围被划分为 N 个
等概率的坠落点, 如图 1 所示。落入每个点的概率为
Pn=
1 N
。同时将平台附近评估区域内的管线(
AB)
均
分为 NPL 段, 每段长度为 l 。
落物在水中运动的路径是个随机事件, 与货物的
形状、重量有密切关系, 其在水中的路径 可认为服从 N ( 0, 2i ) 的正态分布[ 4] :
( 1. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. Tianjin Key Laboratory of Civil Engineering Structure and New Materials, T ianjin 300072, China)
海底管线在海底的稳定性
如果管线附近的潮流大到足以引起冲刷作用的话， 那么其上覆的土层渐渐地冲蚀掉。如果海床是由 易被冲蚀的粒状沉积物构成，在风暴过后海底的 水平拖曳力（液流诱生的阻力）和惯性力都增大 了，冲刷作用就会揭掉覆盖层把管线扒出来，被 掘出的管线可能被折断或损坏。其后正在衰减的 暴风浪可能把管道再次推入管沟并将其重新淹埋 起来，因此风暴过后潜水员在海底不一定能看到 风暴期间管道曾经被抬起过或折断过。对工程设 计人员来说最关心的是在该海域的水动力和底质 条件下的最大可能冲刷深度。
2H R
U 0----管线上方海域平静的海面流速(m/s) 式中： R----管线半径(m) H----从管线中心算起的冲刷深度（m）
2．海洋动力环境评价
分析路由各区段的气象、波浪、潮汐、海流、 水温、海水及其特征值，并对可能影响电缆管道 设计、施工、运行、维护的海洋水动力特征、及 影响管线冲淤稳定性的水文泥沙条件进行Байду номын сангаас细的 分析和计算。环境荷载的大小可参照中国船级社 “海底管道系统规范”中的有关规定进行分析和 计算。
3．工程地震条件的分析和研究
裸置的管道设计推荐系数
Re Re<5.0×104 5.0×104 < Re<1.0×105 1.0×105< Re<2.5×105 2.5×105< Re<5.0×105 5.0×105< Re 0.7 CD 1.3 1.2 1.53—Re/ （ 3×105 ） 0.7 CL 1.5 1.0 1.2—Re/（5×105） 0.7 0.7 CM 2.0 2.0 2.0 2.5—Re/（5×105） 1.5
对水深大于或等于0.5倍波长的深水区， 或大于30-40米水深时，因波浪作用力很 小，一般可不予考虑； 但在浅水区（水深小于0.5倍波长）则必 须考虑波浪对管道作用的影响。 海流（包括潮流、风海流、波浪破碎产生 的沿岸流和离岸流）对管道的作用和影响 是不可忽视的。他们都是管线稳定性计算 中的水动力荷载。
海底管道关于锚泊作业的定量风险评估
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｅ ａ ｅｓ ｍｅ ｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｓｏ ａ ｔ ｇ ｐｐ ｌ ｅ ｙｔ ｅ ａ ｃ ｏ ｎ ｎ ｈ ｒｃ ａｎ ｉ ｎ ｈ ｒ ｇｏ ｅａ ｉｎ ｂ ｃ ｕ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｒ ｒ ｏ ｒ ｂ ｂｌ ｉ ｆ ｍｐ ｃｉ ｉ ｅｉ ｓｂ ｎ ｈ ｒａ ｄ ａ ｃ ｏ ｈ ｉ ｎ ａ ｃ ｏ ｎ ｐ ｒ ｔ ｅ ａ ｓ ｉｅ ｉ ｎ ｎ ｈ ｉ ｏ ｏ ｓａ ｅ ｐ ｒ ｔ ｎ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｈ ｒ ｂ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｅ ｅ ｇ ｏ ｕ ａｉｎ ｏ ａ ｔ ｇ ｐ ｐ ｌ ｅ ｒ ｕ ｒ ａ ｄ ｆｍｉ ｋ ｎ ｏ ｅａ ｉ ．Ｉ ｓｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｐ ａ ｉ ｔ ｎ ｎ ｒ ｙ ｃ ｍｐ ｔ ｔ ｆｉ ｔ ｏ ｈ ｏ ｉ ｏ ｍｐ ｃｉ ｉｅｉ ｓａ ｅ ｐ ｔ ｏ ｗ ｒ ．Ａｎ ｈ ｎ ｎ ｆ ｄｔｅ ｆｕｔｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ａｔｒｒ ｓ ｌ ａ ａｙ ｉ．Ｔ ｅ ｈ ｕ ｔ ａ ｉｅ ｒ ｋ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔｏ ｕ ｍａｉ ｅ ｐ ｐ ｌ ｅ ｉ ｇ ｔ ｎ ａ ｌ ｒｂ ｌ ｙ ｉ ｒｓ ｎｅ ｆ ｅ ｕ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｈ ｎ ｔ ｅ ｑ ａ ｉ ｔ ｉ ｓｅ ｓ ｎ ｆｓ ｂ ｒ ｉ ｅｉ ｏｔ ． ｂ ｉ ｅ ｎ ｔ ｖ ｓ ｎ ｎ ｓ ｅ
分析 而得 ， 如果缺乏 ， 则可查 阅其 它相关 的统计资料．
１ 锚泊作业撞击海底管道的概 率
受锚 泊作业 影 响 的海 底 管 道 ， 般 处 于钻 井 平 一
锚泊作业损坏海底管线的原因及防控
况， 依然按 计划作业 ， 导致锚爪抓人 海底后钩住 电 泊作业技能 ， 培养船员 重视锚泊作业 的意识 。 缆， 并将其扯 断 ， 最后造 成 巨大损失 。 （ ４ ） 港 口部 门或相 关公 司未 能及 时对 海底 管 线进行维 修保养 ，也未 及时在相关海域 设置清 晰 ２ ． ２ 加 强锚 泊值班 嘹望 走锚， 系指当锚 的抓力不 够 ， 船舶受 到风力 、
外籍货船 在舟 山定海鳌 头浦长作为锚 泊作 业 的主要操纵人 员 ， 应
于驾驶员 嘹望不 当 ， 略微偏离 既定 航线 ， 拉断一根 具备 过硬 的锚泊 作业技能 ，在锚 泊作业 时应综 合
通 向宁波 的光缆 ， 给宁波通信造成 巨大 的影 响 ， 间 考 虑本 船所配备 的锚 的重量 、 类型 、 特征和锚触底
接经济损失 十分 巨大 。
后锚链应 有 的出链 长度 ，以及锚泊所 在地 的海底
（ ３ ） 风力 和水 流也会 对锚 泊作业 造 成很 大影 底质 和海水水 深 ， 估算锚触底 时的大致速度 ， 掌握 响 ，容 易使船舶不能按 照计划 的方 向进行 抛锚和 锚触底 贯穿量 ，保证 锚触底贯穿 量小于所在海域 拖 带而损坏海底管线 。２ ０ １ ０ 年 ７月 ，一艘 航行在 海底管线 的埋 深 ； 其次 ， 锚泊作业 的执行人员应严 烟台长 岛海 域的油船在抛锚 过程 中 ，由于水流湍 格执行船 长的指令 ，按 照规范 的锚 泊作业程序抛 急、 风速 较大 ， 船 舶操控难度加 大 ， 锚抛人 海底后 ， 锚， 严禁为 了图省事省力而忽 略某 些环节 ， 或者草 在风 流与水流 的合力 下 ，船舶逐 渐漂 向锚地 旁边 草应付 了事 ； 最后 ， 船 长应定期组织船 员进行锚泊
海底管道事故类型及维修方法综述
海底管道事故类型及维修方法综述摘要：海底管道是投资高、风险大的海洋工程，对海上油气田的开发、生产与产品外输起着至关重要的作用，被喻为海上油气田的生命线。
方破坏因素，如波浪冲刷、腐蚀、船舶起抛锚作业、落物撞击、拖网捕鱼等，易造成海底管道受到损伤或发生泄漏，海底管道一旦发生损伤或泄漏，将可能导致油气田停产，污染海洋环境，并给企业和国家带来巨大经济损失。
本文分析了海底管道事故类型及维修方法。
关键词：海底管道；事故类型；维修方法；海底管道的事故具有突发性和不确定性的特点，因此，快速应对海底管道事故，并且针对不同类型的海底管道事故使用相应的抢维修方法，能够有效减少海底管道事故的损失。
第三方破坏、冲刷悬空、管道腐蚀、自然灾害和人为失误是引起海底管道泄漏的主要原因，减少此类事故的发生可显著提高海底管道的安全性。
一、海底管道事故类型根据造成损伤的原因不同，海管事故类型分为以下四个类型：1.变形。
这种损伤一般由机械损伤（如落物砸伤、锚损等）造成，不一定会造成海管泄漏，但海管变形会降低海管的使用寿命，且较大变形使得正常清管作业无法进行。
2.穿孔小漏。
管道穿孔小漏一般由管道内、外壁腐蚀或者母材的夹渣、气孔、裂纹等原因造成；3.介质腐蚀。
海洋环境腐蚀和有机物损坏等均可诱发海底管道腐蚀，腐蚀失效是海底管道失效的主要形式，所占比例达35％。
引起海底管道腐蚀的因素包括：一是防腐层失效，各类涂层有其不同的适用环境，选用不合适的涂层不但无法起到保护作用，甚至可能加速管道腐蚀，防腐层局部脱离管道、防腐层局部刺破、防腐层在施工过程中损坏均可导致外部介质进入管道与防腐层之间的空隙，加快金属腐蚀；二是阴极保护失效，阴极保护方式通常分为牺牲阳极法和强制电流法，现场以牺牲阳极法居多，阳极材料的选择依据海泥成分变化而有较大不同，此外，阳极保护电位、电流密度、安装方式均会影响使用效果；三是管道自身缺陷，管道材料缺陷，制造缺陷，焊接缺陷，以及运输、铺设过程中产生的机械损伤也会加速管道腐蚀。
基于工程实例的船舶抛锚贯入深度的探讨分析
我国学者对船舶抛锚贯入深度进行了大量分析研究，庄元、 宋少桥尝试利用简单的物理模型分析锚整个下落过程的运动状 态，计算出锚的海底贯穿量〔2〕；张鹏杨等提出利用ABAQUS软 件建立抛锚贯入深度数值分析仿真模型来分析锚自身尺寸与质 量、落锚速度及海底土壤不排水抗剪强度对船锚贯入深度的影响 〔3〕；刘欢、王懿采用不同方法分析了船舶抛锚撞击对海底管道 的影响〔4〕〔5〕；王宏明运用能量分析法，就船舶抛锚对渤海湾海 底管道的撞击损伤进行分析，分别对不同埋层厚度、不同混凝土 厚度下的海底管道抛锚撞击及产生的凹陷深度等损伤程度进行研 究，提出渤海湾海底管道埋设深度的安全域〔6〕。结合以上分析研 究，本文通过对海底土体的受力分析，得出船舶抛锚贯入深度的 计算公式并在具体工程中进行验证。
2.船舶抛锚贯入深度计算
船舶抛锚至海底泥面时，对土体产生了一竖向荷载，在此荷 载作用下土体会产生变形，而后船锚会在荷载作用下插入海底土 体中，抛锚引起的土体下沉值与锚进入土体深度相加即为抛锚贯
入深度。 船锚的种类有很多，主要包括有杆锚、无杆锚和大抓力锚。
目前货船上主要应用的是无杆锚，这里选取霍尔锚进行分析。 2.1 锚链拉力与锚重的计算 根据《斜坡码头及浮码头设计与施工规范》(JTJ 294—98)中
然而，随着海上运输作业的日益频繁，海底管道的安全运营 问题也日益突出，纵观国内外近几年发生的多起海管、海缆受损 事故，其中绝大部分是由于船舶应急抛锚造成的。应急抛锚作业 可能会对海底管道造成一定的破坏，导致海底管道发生泄漏。因 此，对船舶抛锚贯入深度的分析可为管线的铺设、船舶作业提供 决策依据，对提高海底管道的综合经济效益具有现实意义。
图1 锚链计算简图
根据《海港设计手册》，锚系的动力计算公式是根据试验得 出的经验公式，根据试验船型尺寸，得出的该船型尺寸的受力锚 链最大拉力如下计算：
抛锚作业撞击海底管道的影响分析
（ ） 中损坏 （ ２ ：海 管需 要 修 复 ，但也 不 会 ２ Ｄ ）
导 致 泄 漏 。 当 海 管 壁 上 的 凹坑 会 限制 其 内 部 检 验 时 ，通 常需 要 进行 修 复 （ 凹坑 的最 大深 度 超 过 管 径 的 ５ 。不 过 ，修 复 可 以推 迟 一 段 时 间 ，再 经 ％） 过结 构完 整性评 定 后可 以继 续运行 。 （ ）重 损坏 （ ３ ：发 生泄 漏 。海 管 壁被 砸 穿 ３ Ｄ ）
关键 词 ：海 管 ；抛 锚 ；撞 击 ；危 害 ｄ ｉ ．９ ９ｊ ｓ ．０ １ ２ ０ ．０ ．１０ ６ ｏ：０３ ６ ／ｉ ｎ１ ０ － ２ ６２ １ ０ ．０ １ ． ｓ ２
０ 引 言
和拖 拉 。
海底 管道是 海洋 油气 资 源开 发生 产系 统 的重要
组成部 分 ，近些 年 随着 近海 石油 工业 的发 展 ，海底
击 海底 管道 的 能量 、 海 管壁 凹坑 吸 收 的 能量 和 海 管保护 层 吸 收 的能 量 的计 算 方法 ，并给 出 了工程计 算 实例 ，得 出不 同锚 重 、埋 深条 件 下 海 管的损 坏 等 级 ，确 定 了合 理 的埋 深 ，为海 管安 全敷 设 提供 必
要 的参数 。
（ ）各 类 航 行 船 舶 在 避 让 等 紧 急情 况 下 采 取 ３ 的抛 锚作 业 。 （ ）船员 人为 操作 失误 ，导致 脱 锚 。 ４ １ ． 管道损 坏 等级 划分 ２
参 照 标 准 Ｄ Ｖ Ｒ — １ ７４ Ｎ Ｐ Ｆ ０ ［，视 海 管 的受 损 程 ］ 度 ，损坏 可分 为三 级 ：
管道也 得 到 了更 为广 泛 的应 用 。它是 连续 的输 送大 量油 气 最快 捷 、最经 济 、最安 全 、最 高效 的方 式 ， 具有 连续输 送 、运 油能力 大 、铺设 工 期短 、管 理方 便和操 作 费用低 等优 点 ，但 同时也 存 在检查 维 护不 方便 、一旦 出现 事故修 复 困难等 缺点 。 海底 管 道 不仅 受 到 海洋 水 文 环 境 和海 床 运 动 、 海 底 地 形 地 貌 变 化 的影 响 ，还 受 到 过 往 船 只 抛 锚 所 带 来 的 外 界 影 响 。 因此 ，在 安 装 、运 行 管 理 的 过 程 中难 免会 出 现 各 种 损 伤 和 缺 陷 ，如 凹坑 、刮 凿 、擦 痕 、穿 孔 、悬 空 、弯 曲及 变 形 等 【 ］ ｌ 。在 海 ＿ ３ 底 管 道 受 到 的 各 种 威 胁 中 。撞 击 属 于 偶 然 性 载 荷
抛锚对海底管道的碰撞损害
２ ０ １ ７年 ８月
中 国 海 洋 平 台
ＣＨｌ ＮＡ ０ＦＦ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＨ０ＲＥ Ｐ ＬＡＴＦ ＯＲＭ
Ｖ０ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． ４
Ａｕ ｇ．， ２ ０１ ７
文章 编号 ： １ ０ ０ １ － ４ ５ ０ ０ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ － ０ ０ ９ ７ — ０ ４
ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ２ １ ２ ０ ０ ３ ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｎ ｃ ｈ ｏｒ ｉ ｓ ｏ ｎｅ ｏｆ ｔ ｈｅ ｋｅ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ Ｓ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｍａ ｒ ｉ ｎｅ ｐｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｔ ｈｉ ｒ ｄ ｐａ ｒ ｔ ｙ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ．
ｌ ａ ｙｉ ｎ ｇ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｕ ｂ ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ；ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｄ ｒ ａ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ；ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ；ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ
ｓ ｅ ａ ｔ ｕｂｅ ｐ ｒ ｏｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖｅ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ａ ｒ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｔｗｏ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ，ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕｓ ｉ ｏｎｓ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ
据 挪 威 船 级 社 的 海 底 管道 保 护 风 险 评 估 规 范 （ ＤＮＶ — Ｒ Ｐ — Ｆ １ ０ ７ ） 的指导意 见 ， 分 析 船 舶 抛 锚 作 业 撞 击 海 底 管道 的
基于概率的锚泊撞击对海底管道埋深影响分析
基于概率的锚泊撞击对海底管道埋深影响分析海底管道是油气田开发中非常重要的一部分，其承载着将油气从海底输送至陆地的重要任务。
然而，在海洋环境下，海底管道常常会遭受到来自不同方面的各种挑战，比如海底锚泊撞击。
海底锚泊的撞击可能会对海底管道的稳定性和安全性产生重大影响，因此有必要对海底管道的埋深进行分析，从而减少由锚泊撞击引起的潜在风险。
首先，我们需要了解什么是锚泊撞击。
锚泊是用于固定船只或浮标的设施，通过锚链或缆绳与船只或浮标相连。
在恶劣海况下，锚泊可能会失效或脱落，导致船只或浮标漂至管道所在区域，造成意外碰撞。
这种撞击可能会导致管道的破损、变形或位移，进而影响其传输功能和结构安全。
然后，我们需要考虑影响海底管道埋深的因素。
海底管道埋深的选择通常受到多种因素的影响，包括地形、海底底质、海底生物、气候条件等。
在考虑海底管道埋深时，需要考虑管道的稳定性、安全性和施工成本等因素，以寻找最优的埋深方案。
接着，我们需要分析锚泊撞击对海底管道埋深的影响。
根据概率统计理论，我们可以通过分析历史数据和采用数学模型来评估锚泊撞击对海底管道埋深的影响概率。
通常情况下，埋深越深，管道越不容易受到来自海底锚泊的撞击。
因此，通过概率分析，可以确定最适合的埋深范围，从而减少锚泊撞击的风险。
最后，我们需要采取相应的措施来减少由锚泊撞击引起的可能风险。
例如，可以改善海底管道的设计和施工工艺，增强其抗冲击性能；采用高强度、高韧性的材料，提高管道的抗破坏能力；加强管道的监测和维护，及时发现并修复潜在问题。
同时，也可以通过加强对锚泊使用和管理的监管，减少锚泊失效和脱落的可能性。
在海底管道的设计和建设过程中，应该充分考虑锚泊撞击等意外情况的可能性，采取相应的预防和应对措施，确保海底管道的稳定性和安全性。
通过概率分析，可以为海底管道的埋深选择提供科学依据，减少意外风险，为海底管道的安全运行提供保障。
碰撞载荷作用下海洋立管风险定量分析
江苏省力学学会青年论坛2008 2008.5·中国·江苏·苏州碰撞载荷作用下海洋立管风险定量分析刘海燕，尹群，李良碧（江苏科技大学船舶与海洋工程学院 江苏镇江 212003）摘要: 本文以某一海洋平台气体立管为例，依据DNV－RP－107规范要求,运用NEPTUNE 软件对其碰撞载荷作用下立管风险进行了研究，计算并分析了船舶与立管碰撞事故发生概率及碰撞能量的吸收情况，预测了气体泄漏所引发的火灾及爆炸事故的损害半径，对海洋平台上油气设备的合理布置及海洋管线系统的风险研究具有一定的参考意义。
关键词: 碰撞载荷 海洋立管 风险分析Quantitative Risk Analysis of Riser Pipe Under Collision LoadLIU Haiyan, YIN Qun ，LI Liangbi ,(School of Naval Architecture and Ocean Engineering,Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003, China)Abstract ：According to DNV －RP －107, this paper calculates the probability of the collision betweenship and riser pipe on a platform ，analyses the collision energy absorption and forecasts the damaged range of fire and explode accident by NEPTUNE software. It’s valuable for quantitative risk assessment of offshore pipeline.Key words : collision load riser pipe risk analysis 1.引言在船舶运输过程中，由于海洋环境的恶劣性不可避免会发生船舶与海洋平台的碰撞事故。
应急抛锚状态下拖锚对海管的撞击损伤
应急抛锚状态下拖锚对海管的撞击损伤孙倩;周宏;周沛林【摘要】为了分析拖锚对海底管道的撞击损伤情况,运用ABAQUS软件,对应急抛锚情况下拖锚与海底管道进行建模.选取最危险的锚尖与管道正撞情况进行了数值模拟,根据碰撞后管壁的凹痕深度与管道外径的比值,对海底管道进行安全校核;同时选取了不同管壁厚度和管道长度进行了计算比较,得出了拖锚撞击损伤程度随海底管道的壁厚和管道长细比的增加而减小.最后将DNV规范计算结果与有限元数值模拟结果进行对比,发现规范计算值明显偏大.研究成果对分析海底管道受拖锚撞击损伤的变形规律、海底管道的设计及修复具有一定的实用意义.【期刊名称】《集美大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(023)004【总页数】8页(P279-286)【关键词】拖锚;海底管线;撞击损伤【作者】孙倩;周宏;周沛林【作者单位】集美大学轮机工程学院, 福建厦门361021;江苏科技大学船舶与海洋工程学院, 江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院, 江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】U6640 引言随着经济的高速发展，石油天然气资源的开发和利用已经是我国现代化建设中的重要一环。
据不完全统计，1986—2016年中国海油在中国海域共铺设了315条海底管道(直径50.8～762.0 mm)，总长约6 202 km[1]。
由于海底管道长期处于恶劣环境中，承受诸如环境载荷、工作载荷和意外风险载荷等，所以海底管道泄漏事故风险随着海洋油气工业的快速发展而逐渐增加。
据统计，全球海底油气管道破裂事故有50%～60%是由第三方破坏导致的[2]，而船舶起抛锚作业是第三方破坏的重要原因之一。
锚对海底管道的刮碰和撞击可能造成的损伤有管道的凹陷、刺穿和撕裂等[3]。
2008年渤西天然气管道破损就是一起典型的船舶抛锚损伤事故[2]，该事故导致外输管道破损泄漏，造成整条外输管道停产，损失重大。
2009年3月渤海潮西南作业区域渤中13-1至歧口18-1海底管道在19 km处发现漏气，修复时确认是被大吨位货船的锚拉断[4]。
船舶待闸抛锚对河底管道损伤分析及对策
船舶待闸抛锚对河底管道损伤分析及对策李佳阳【摘要】船舶在航行中的拖锚、抛锚行为是河底管道损伤的一个主要因素.为减少船舶在待闸区域内因拖锚、抛锚引起的内河航道通航安全影响事故发生,根据浍河航道整治工程实例,运用能量守恒法和经验预测模型法对船舶待闸抛锚、拖锚对河底管道产生的损伤进行分析,分析结果表明理论模型计算船舶拖锚长度和抛锚深度数值与实际情况基本一致.通过对管道和船舶采取相应措施,解决了在待闸区域管道布置与航道、船闸之间的问题,为船舶拖锚、抛锚对河底埋置天然气管道的航道通航条件影响评价提供理论依据和技术支撑.【期刊名称】《工程与建设》【年(卷),期】2018(032)006【总页数】4页(P803-805,809)【关键词】船舶抛锚;管道损伤;船闸;航道;对策【作者】李佳阳【作者单位】安徽省交通科学研究院,安徽合肥 230051【正文语种】中文【中图分类】U675.920 引言目前，国内外对船舶抛锚、拖锚对管道保护的研究主要集中于海洋管道，而对于内河管道的研究则相对较少，特别是近年来内河水运建设加快，致使一些河底管道因为年久失修或埋深不足等原因，影响船舶通航安全，制约内河船舶大型化发展，同时也危及管道自身安全。
针对管道损伤研究的方法较多，主要分为两类，一类是利用船锚接触管道时的动能与管道变形的能量转换进行计算，包括能量守恒法[1,2]、有限元模拟法[3,4]等；二是根据经验进行分析，包括经验预测模型法等，其中有限元模拟法计算较为复杂，专业性强，不利于大范围推广使用。
本文运用常规的能量守恒法和经验预测模型法，结合航道整治工程建设实例，对船舶待闸抛锚、拖锚对河底管道产生的损伤进行分析，进而合理确定抛锚深度和禁锚区范围，提出管道安全防护及通航安全对策，保障浍河通航安全。
1 工程概况拟建利淮支线浍河段改线工程是利淮支线的重要组成部分，利淮支线全线起点为利辛输气站，终点为淮北输气站，途经蒙城县、濉溪县、埇桥区、烈山区等地，其中浍河段位于安徽省淮北市濉溪县南坪镇蔡窑村，原管道设计压力 4.0 MPa，运行压力3.0MPa，采用D273.1×6.3 L290直缝电阻焊钢管。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
， 作者简介 ： 岳媛媛 （ 女， 讲师， 主要从事机械制造等方 １ ９ ８ ３ －） 面的研究 。 收稿日期 ： ２ ０ １ ２年１ ２月０ ４日
责任编辑 郑练
１ １ ８
《 新技术新工艺 》 质量控制与故障分析
１． １ 钻井平台作业区域撞击管道的概率 ）服务船在 开 始 进 入 钻 井 平 台 作 业 区 域 时 进 １ 行锚泊作业 ， 很有可 能 会 由 于 操 作 失 误 等 原 因 出 现 脱锚的事件 。 锚坠落时与海底管道相互撞击的概率 为： （ ） Ｐ Ｐ１ Ｐ２ １ ａ ｎ ｃ ｈ＿ ｉ ＝ Ｎ ｉ ｉ ｉ 式中 ， ｉ 为 锚 的 编 号； Ｎｉ 为 钻 井 台 抛 锚 次 数 ； Ｐ１ ｉ为 锚掉 误操作而导致出现 脱 锚 的 概 率 ； Ｐ２ ｉ为 脱 锚 后 ， 落在管道上方 （ 填埋 ） 或者管道上 （ 裸露 ） 的概率 。 一般 来 说 ， 应根据平台积累资料或者其他相关 的统计资 料 来 统 计 分 析 ， 得 出 Ｐ１ Ｐ２ ｉ， ｉ的 计 算 公 式
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵 腔旁通的前提下 ， 设法在困油容积变小时使之与排 出腔连通 ， 增大时与吸入腔连通 ， 上述因困油而产生 的 弊 端 即 可 消 除。 具 体 的 方 法 有 多 种， 如： 卸压槽 法、 卸 压 孔 法、 修 正 齿 形 法、 采用斜齿轮或人字齿
６
ｖ ． ７槡 Ｗａ ａ ＝４ 。 式中 ， 单位为ｔ Ｗａ 为锚的自重 ，
／ ， 这时锚具有的动能 ： ｍ ｓ
（ ） ８
以 ５ｔ锚为 例 进 行 计 算 ， 其 最 终 速 度ｖ ． １ ５ ａ 为６ １ ２ １ ２ ） ｍ ｖ ＝ ×５ ０ ０ ０×６ ． １ ５ ４ ５ ５ ６ ． ２ ５（ Ｊ ＝９ ２ ２
气开发工程中的一个重要 海底管道是近 海 油 、 组成部分 ， 海底管道广泛应用于海洋石油工业 ， 已经 成为连续输送大量油 （ 气） 最经济 、 最可靠 、 最安全和 最快捷的运输方式 ， 是海上油（ 气） 田开发生产系统 的重要组成部分 ， 已经覆盖了东海部分水域和南海 、 渤海东西部大部 分 水 域 。 与 陆 上 管 道 相 比 ， 在充满 各种危险的海洋这 一 特 殊 环 境 中 铺 放 安 装 管 道 ， 自 然会遇到很大问题 。 在海底管道所受到的各种损害 抛锚作业撞击属于一种偶然性的载荷破坏 ， 但是 中，
时， 往 往 不 会 出 现 一 锚 到 底 的 情 况。 通 过 试 验 证
６］ ， 明［ 在深水中 ， 对 于 自 重 为 Ｗａ 的 锚 而 言 ， 如果不
使用锚机制动来速 减 出 链 速 度 ， 而让抛锚作业自由 下沉的话 ， 那么最终触底前的速度 ， 也就是下降的最 高速度 ｖ ａ 可以通过试验公式计算 ：
０ １ ３年 第５期 新技术新工艺 ２
抛锚作业撞击海底管道的概率与影响
刘永和
（ ） 中海石油 （ 中国 ） 有限公司 深圳分公司 ， 广东 深圳 ５ １ ８ ０ ０ ０
摘 要： 在海底管道所受到的各种损害中 ， 抛锚作业撞击属于一种偶然性的载荷破坏 ， 但是很容易导 致海底管道受到破坏 。 本文阐述了抛锚作业撞击海底管道的概率 ， 分析了海底管线被锚击中后的损害程 并以工程为实例进行探讨 ， 提出了应对措施 ， 为进一步研究分析海底管道在偶然荷载作用下的影响打 度， 下了基础 。 关键词 ： 抛锚作业 ； 撞击 ； 海底管道 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ５ ４ 文献标志码 ： Ａ Ｐ ｒ ｏ ｂ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｉ ｎ Ｊ ｏ ｂ ｓ Ｉ ｍ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ Ｓ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ｐ ｉ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｙ ｇ ｐ ｇ ｐ
２］ ： 为［ ［］ Ｌ． Ｈ． ｋ ａ ｔ ｔ ｅ Ｃ ａ ｎ ｄ 和 Ｂ． Ｏ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ等 ３ 研究了 ｙ ｇ
撞击对于海底石油 管 道 的 损 害 ， 给出了一个有用的 经验关系式 ， 将撞击 点 处 损 伤 深 度 ｄ 与 撞 击 载 荷 Ｐ 之间的关系明确表达出来 ： ／ （ ） Ｐ＝Ｋ ｍｐ 槡 ｄ Ｄ ６ 式中 ， 为１ Ｄ 为 管 道 的 直 径； Ｋ 为 给 定 常 数， ５ ０； ｍｐ 为管道壁的塑性瞬时能量 。 损伤的局部深度 ｄ ｘ 为：
Ｅ ｋ ＝
其动量为 ： ·ｍ ／ ） ｖ＝５ ０ ０ ０×６． １ ５＝３ ０ ７ ５ ０（ ｋ ｓ ｇ ｐ＝ｍ ， ， 以霍尔锚为例 船舶在抛锚作业的过程中 误将 霍尔锚撞击到海底管道顶部 ， 一般情况下 ， 锚入土深 度为 ：
Ｔ ＝ Ｈｃ ｏ ｓ α±
Ｂ ２
式中 ， Ｂ 为锚身厚度 ； Ｈ 为 锚 爪 高 度； Ｔ 为锚入土深 度； α 为锚爪展开角度 。 这种 情 况 下 ， 海底管道与霍尔锚之间的撞击是 导致海底管道受到极为严重的损 完全非弹性碰撞 ， 伤。以５ 开枪初速度为 ６ 式普通弹头为例进行对比 ， ／ ， ， 弹头质量为 ７． 其动能为 ： ７ １ ０ｍ ｓ ９ｇ １ ２ １ ２ ） Ｅ ｍ ｖ ＝ ×０． ０ ０ ７ ９×７ １ ０ ＝１ ９ ９ １． １ ９ ５（ Ｊ ｋ＝ ２ ２ 其动量为 ： ·ｍ ／ ） ｖ＝ ０ ． ０ ０ ７ ９ × ７ １ ０＝ ５ ． ６ １（ ｋ ｓ ｇ ｐ＝ｍ 在这种情况下 ， 这颗子弹在 １ ０ ０ｍ 距离内能够射 穿透 ４ ０ｃ ｍ 厚的木板 、 ３ ０ｃ ｍ 厚的土层 、 １ ５ｃ ｍ 厚的砖 墙、 而且这颗子弹的动能和动量仅仅 ６ｍｍ 厚的钢板 ， 只是海底管线被锚击中的动能和动量的 １ ． ５ ％ 左右 。 由此可见 ， 海底管线被锚击中后的损害程度很大 。
５］ 。 轮［
（ ） ： 交通大学学报 ， ２ ０ ０ ８， ２ ９ ４ ４ ５ ４ ８． － ［ ］王爱平 ． 内啮 合 齿 轮 泵 几 何 参 数 的 研 究 ［ 济 南： 济南 ４ Ｄ］ ． 大学 ， ２ ０ ０ ５． ［ ］王长悦 ， 代春明 ， 周庆年 ． 齿轮泵的困油现象及其解决措 ５ ］ （ ） ： 安徽电子信息职业技术学院学报 ， 施［ Ｊ ． ２ ０ １ ０， ３ ９ １ ２． －
Ｄ Ｌ１ （ ） ５ Ｌ Ｂ 式中 ， Ｄ 为海底管 道 直 径 ； Ｌ 为 航 道 长 度； Ｂ 为航道 Ｐ２ ｉ ＝
参考文献
［ ］杨国来 ， 白 桂 香， 张 珊 玲， 等． 直线共轭内啮合齿轮泵的 １ ］ （ ） ： 困油特性分析 ［ 新技术新工艺 ， Ｊ ． ２ ０ １ ２ ２ ５ １ ５ ４． － ［ ］何存兴 ． 液压元件 ［ 北京 ： 机械工业出版社 ， ２ Ｍ］ ． １ ９ ８ ５． ［ ］刘元伟 ， ］ 崔 光 学． 单圆弧齿轮泵输出特性分析［ 大连 ３ Ｊ ．
Ｌ Ｉ Ｕ Ｙ ｏ ｎ ｈ ｅ ｇ （ ， ） Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ Ｃ ＮＯ Ｏ Ｃ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ： ， ， Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｔ ｓ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｓ ｕ ｆ ｆ ｅ ｒ ｉ ｎ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｉ ｎ ｉ ｍ ａ ｃ ｔ ｂ ｅ ｌ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｏ ｆ ｄ ａ ｍ ａ ｅ ｂ ｕ ｔ ｉ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｇ ｇ ｐ ｇ ｇ ｐ ｐ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｄ ａ ｍ ａ ｅ ｅ ａ ｓ ｉ ｌ ｌ ｅ ａ ｄ ｓ ｔ ｏ ｓ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｍ ａ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ ｉ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ａ ｅ ｒ ｒ ｏ ｂ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｇ ｙ ｇ ｐ ｐ ｐ ｐ ｐ ｐ ｙ ， ， ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｉ ｎ ｓ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｉ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｉ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｗ ａ ｓ ｄ ｉ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｍ ａ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｇ ｐ ｐ ｙ ｐ ｐ ｇ ｙ ， ， ， ， ｓ ｈ ｏ ｔ ｓ ． Ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ａ ｎ ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｏ ｅ ｃ ｔ ａ ｓ ｅ ｘ ａ ｍ ｌ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｇ ｇ ｇ ｐ ｊ ｐ ｐ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｓ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｉ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ． ｙ ｐ ｐ ： ， ， ｉ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｒ ｉ ｎ ｉ ｍ ａ ｃ ｔ ｓ ｕ ｂ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｐ ｐ ｇ ｐ ｙ
这种偶然性的载荷破坏很容易导致海底管道受到损 坏； 因此 ， 分析抛锚作业撞击海底管道的影响已成为
１］ 。 保障海底管道安全运行的一项重要研究内容 ［
１ 抛锚作业撞击海底管道的概率
一般 来 说 ， 受抛锚作业影响的海底管道都是处 于渔场区域 、 航道周围和钻井平台的作业区域附近 ； 所以 ， 将锚泊作业分为 ２ 个方面 ， 即一般船运的抛锚 作业和钻井平台的抛锚作业 。