东莞南方水泵丨海洋立管试验装置设计及其对涡激振动影响研究

 石油是一种不可再生资源，广阔的海洋蕴藏着丰富的石油和天然气资源。地球表面面积5.1亿平方公里，海洋覆盖面积是陆地面积的2.5倍，海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%，全球的海洋石油蕴藏量约为1000多亿吨，其中已探明的储量约为380亿吨。作为世界上主要能源和重要战略物资，石油一直在各个国家的经济、政治、军事生活中占有重要的地位。进入二十一世纪初，世界石油工业面临着很大的挑战，油气储量远远无法满足每年产量的增长。由于海上勘探起步较晚，勘探程度比及陆地较小，所以潜力巨大，是今后发展的主要领域。

我国自进入二十世纪90年代以后，随着GDP的快速发展和国民经济增长率的提高，人均石油消费水平大幅提高，石油消费增长速度也急剧加快，在1993年便成为石油净进口国。由于国内石油的勘探开发和探明储量跟不上需求的增长，进口原油总体呈逐年增长态势，到2007年我国已成为世界第二大石油消费国和进口国。石油的大量进口对我国的政治、经济发展产生了重大的不良影响。我国的陆地油气的开发要远远领先海洋，且领海的油气资源非常丰富，尤其是被称为第二个波斯湾的南海。因此，东莞南方水泵认为加大对海洋石油的开发利用对我国的经济发展具有十分重要的意义。我国的海洋油气勘探开发区域主要集中于黄海、东海、渤海及南海大陆架，近几年南海已经发展成为我国海洋油气的主生产地，而为了更多的油气资源，对深海进行积极的勘探开采、发展深水钻探技术是十分重要的。

按照水深不同，可以将海水分为Shallowwater、Deepwater和UltraDeepwater如图1所示。在水深度、水深压力的逐渐增加下，海况随之恶化，固定的浅海开发平台已经无法满足深海工程钻井的要求，所以浮动生产、钻采和生产平台便逐步发展起来，海洋立管便是用于连接远离海底的浮式结构与海底井口的关键部件。作为深海油气田开发系统结构的重要组成部分，海洋立管以其全新的形式、动态的特性以及高技术含量变得格外引人注目，其在深水中的应用具有非常大的挑战性。

目前深水海洋立管并没有统一的分类，广东南方水泵根据其结构形式及用途，可以大致分为：顶部预张力立管（TopTensionRiser)、刚悬链线立管（SteelCatenaryRiser)、柔性立管（FlexibleRiser)、塔式立管（HybridTowerRiser)和钻井立管(DrillingRiser)等类型，如图2所示。

在一定流速海流作用下，立管会发生润激振动（Vortex-inducedVibration，简称VIV)，而随着流速的变化，还会发生“锁振”现象。在实际工作海况中，其所处恶劣的环境和“锁振”现象会共同作用，加速立管结构的疲劳破坏，又因立管大都用于从海底输送局压局温的石油、天然气等易燃易爆物品，一旦立管发生疲劳破坏，将会严重的污染海洋环境，引发恶劣的次生危害，同时造成重大的经济损失，所以对海洋立管的深入研究有着极其重要的现实意义。

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