title: Υπολογιστική προσομοίωση της απόκρισης υποθαλάσσιων αγωγών υδρογονανθράκων υπό πλευρική εδαφική μετατόπιση λόγω κατολισθήσεως
title: Numerical response of hydrocarbon offshore pipelines subjected to kinematic distress due to submarine landslides
Creators: name: Μουλοπουλου Διονυσια-Αικατερινη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2017

description: Στις μέρες μας η εξόρυξη αποθεμάτων υδρογονανθράκων, από μεγάλα βάθη θαλασσών, σε συνδυασμό με την ανάγκη για μεταφορά των υδρογονανθράκων σε μεγάλες αποστάσεις, έχει καταστήσει τον σχεδιασμό, την κατασκευή και τη λειτουργία των υποθαλάσσιων αγωγών ιδιαίτερα σημαντική. Δεδομένου ότι οι υποθαλάσσιοι αγωγοί εκτείνονται σε μεγάλα μήκη, είναι πολύ πιθανόν να αντιμετωπίσουν διάφορους γεωκινδύνους οι οποίοι προκαλούν σημαντικές μόνιμες εδαφικές παραμορφώσεις και είναι πιθανόν να απειλήσουν την ακεραιότητα τους. 
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αριθμητική μελέτη της απόκρισης υποθαλάσσιων αγωγών υδρογονανθράκων όταν αυτοί υπόκεινται σε υποθαλάσσιες κατολισθήσεις. Για τον σκοπό αυτόν, χρησιμοποιείται κατάλληλο λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων με το οποίο προσομοιώνεται η επίδραση της υποθαλάσσιας κατολίσθησης στον αγωγό και εξετάζεται η καταπόνηση του υπό πλευρικές εδαφικές μετατοπίσεις κάθετα ή υπό γωνία στον άξονα του, οι οποίες προκαλούνται εξαιτίας μίας κατολίσθησης. Μελετούνται διάφορες παράμετροι που επηρεάζουν το πρόβλημα, όπως διαφορετικό περιεχόμενο αγωγού (φυσικό αέριο ή πετρέλαιο), διαφορετικές συνθήκες κατολισθήσεως, διαφορετικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά του αγωγού και του πυθμένα, κ.α.
Αρχικά γίνεται μια εκτενής περιγραφή του εξεταζόμενου προβλήματος, παρουσιάζονται κάποια γενικά στοιχεία για τους υποθαλάσσιους αγωγούς και τις σχετικές κανονιστικές οδηγίες, σύμφωνα με το νορβηγικό κανονισμό DNV. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται κάποια γενικά τεχνικά χαρακτηριστικά των υποθαλάσσιων αγωγών και αναλύεται εκτενέστερα το πρόβλημα της υποθαλάσσιας κατολίσθησης. Μετά από βιβλιογραφική ανασκόπηση, έγινε επιλογή και επαλήθευση της αναλυτικής μεθοδολογίας που εφαρμόστηκε στην παρούσα μελέτη, μέσω της σύγκρισης των αριθμητικών αποτελεσμάτων με τις αντίστοιχες των αναλυτικών σχέσεων. Ακολούθως, εξετάζονται μία σειρά από κρίσιμες παραμέτρους και παρουσιάζεται η επίδραση τους στην καταπόνηση του αγωγού. Τέλος, γίνεται αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της μελέτης προκειμένου να εκτιμηθεί το μέγεθος της τρωτότητας ενός υποθαλάσσιου αγωγού σε κατολίσθηση και  να προταθούν μέτρα αντιμετώπισης, και διατυπώνονται προτάσεις για περεταίρω διερεύνηση του προβλήματος.

description: Nowadays, the exploitation of hydrocarbon reservoirs in high depths, in combination with the need of transportation of hydrocarbons in long distances, has made the design, construction and functioning of offshore pipelines very important. Given the fact that offshore pipelines are crossing extended areas, there is a strong possibility to face a variety of geohazards that cause substantial permanent ground deformations, thus, threatening the structural integrity of the pipelines.
The aim of this study is to examine numerically the response of offshore hydrocarbon pipelines when they are exposed to sea-bed landslide, under various orientations along their axis. For this purpose, numerical models (utilizing an efficient finite element software) have been developed, in order to study the effect of a subsea landslide on pipelines, i.e., the resulting distress of offshore pipelines subjected to lateral ground displacements. Various parameters affecting the examined problem have been investigated, such as pipeline content (natural gas or oil), landslide conditions, geometrical characteristics of the pipeline, etc.
Firstly, an extended introduction on the subject is provided, by presenting some general aspects of offshore pipelines and relevant design guidelines according to the Norwegian norm of DNV. Subsequently, some general technical features of offshore pipelines are provided and the hazard of subsea landslides is further analyzed. After a literature review on relevant studies, a validation is performed by comparing the obtained numerical results with those of a relevant analytical methodology. Having validated the developed numerical models, a wide range of critical parameters is examined and their impact on the pipeline is presented. Finally, the results of the study are summarized, in order to assess the vulnerability of offshore pipelines due to landslides and to propose potential mitigation measures as well as to propose suggestions for further studies on this important subject.