An improved analytical approach for simulating the lateral kinematic distress of deepwater offshore pipelines

Chatzidakis, Dionysios; Tsompanakis, Yiannis; Psarropoulos, Prodromos N.

doi:10.1016/j.apor.2019.101852

Cited by 15 publications

(9 citation statements)

References 19 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Cut off transportation networks, leading to disruption of operations, causing loss of containment, and increasing maintenance and pollution costs [47,136]…”

Section: Lightning Strikesmentioning

confidence: 99%

A Review of Climate Change Impacts to Oil Sector Critical Services and Suggested Recommendations for Industry Uptake

Katopodis

Sfetsos

2019

Infrastructures

View full text Add to dashboard Cite

Climate change already has far-reaching impacts on the oil industry, putting the operation, reliability, and growth of the sector at risk. Oil infrastructure has multi-decadal lifetime projections; thus, climate change and extreme weather events such as extreme temperatures, hurricanes, high winds, lightning strikes, storm surges, flooding, etc., pose an extra challenge to the oil supply chain, from upstream to downstream. In this paper, we review the climate change risk assessment frameworks, the impacts of climate change on oil infrastructure, and we identify gaps in the current knowledge, also suggesting future search directions on adapting the oil sector to climate change. The work overviews linkages between climate and oil industry design, operational, and service thresholds in a comprehensive hazard threshold matrix. Existing risk assessment methodologies that account for existing regulatory frameworks and interdependencies with other infrastructures are studied, leading to mitigation, adaptation, and sector resilience recommendations.

show abstract

“…Cut off transportation networks, leading to disruption of operations, causing loss of containment, and increasing maintenance and pollution costs [47,136]…”

Section: Lightning Strikesmentioning

confidence: 99%

A Review of Climate Change Impacts to Oil Sector Critical Services and Suggested Recommendations for Industry Uptake

Katopodis

Sfetsos

2019

Infrastructures

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The quantitative assessment of pipeline distress due to submarine slope instability is a complex problem, which has been solved via (semi-)analytical and numerical approaches. Regarding the interaction between pipelines and exclusively lateral submarine landslides, (semi-)analytical models have been developed [7,8]. Furthermore, Chatzidakis et al [9] investigated the behavior of offshore pipelines due to oblique distress via a semi-analytical model.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimal Route Selection of Offshore Pipelines Subjected to Submarine Landslides

Makrakis¹,

Psarropoulos²,

Chatzidakis³

et al. 2022

TOCIEJ

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Background: Offshore lifelines (i.e., pipelines and cables) are usually vulnerable to seabed deformations induced by earthquake-triggered geohazards, such as submarine landslides, soil liquefaction, and tectonic faulting. Since the complete avoidance of all areas characterized by offshore geohazards is not always techno-economically feasible, optimal lifeline route selection is deemed necessary for the safety and serviceability of every such infrastructure, in order to minimize the risk of severe environmental and economic consequences. Objective: The current study presents a decision-support tool for the design of offshore high-pressure gas pipelines, capable of performing: (a) the assessment of submarine landslides along a possible pipeline route (i.e., impact force and landslide width), (b) the assessment of their potential impact on the pipeline (i.e., pipeline strains), and (c) the optimal pipeline route selection. Method: The advanced capabilities of GIS in lifeline optimal route selection are successfully combined with efficient (semi-)analytical models that realistically assess the response of offshore pipelines when subjected to axial or oblique loading conditions due to a submarine landslide. Results: The efficiency of the smart tool is presented through a case study of an offshore pipeline that is crossing potentially unstable slopes -under static and seismic conditions- in Adriatic Sea. Five alternative routings are proposed based on the adopted design criteria when crossing the seismically unstable slopes and zones characterized by steep inclination. Conclusions: Provided that sufficient and reliable data are available, the developed decision-support tool can be efficiently used for deriving the potentially optimal route of an offshore pipeline.

show abstract

“…Η απόκριση επιφανειακών υποθαλάσσιων αγωγών υπό κινηματική καταπόνηση λόγω κατολίσθησης έχει διερευνηθεί από μία σειρά ερευνητές μέσω αναλυτικών προσομοιωμάτων (Chatzidakis et al, 2019;Parker et al, 2008;Randolph et al, 2010;Yuan et al, 2015;Yuan, Wang, Guo, & Shi, 2012), αλλά και αριθμητικών προσομοιωμάτων (Guo et al, 2022;P. F. Liu et al, 2010;Nian et al, 2018;Qian & Das, 2019).…”

Section: κατολίσθησηunclassified

“…Η απόκριση ενός αγωγού υπό πλευρική κινηματική καταπόνηση λόγω κατολίσθησης έχει διερευνηθεί σε αρκετές μελέτες μέσω αριθμητικών προσομοιωμάτων (P. F. Liu et al, 2010;Qian & Das, 2019), ή μέσω της ανάπτυξης αναλυτικών προσομοιωμάτων (Chatzidakis et al, 2019;Parker et al, 2008;Randolph et al, 2010;Yuan et al, 2015;Yuan, Wang, Guo, & Shi, 2012;Yuan, Wang, Guo, & Xie, 2012). Οι διαφορικές εξισώσεις για τα τμήματα ένα έως τέσσερα έχουν ως εξής:…”

Section: εισαγωγήunclassified

“…Τα φορτία λειτουργίας του αγωγού δεν λαμβάνονται υπόψη. Σημειώνεται ότι το προτεινόμενο ημι-αναλυτικό προσομοίωμα δύναται να υπολογίσει την απόκριση του αγωγού για μεγάλες δυνάμεις κατολίσθησης, εν αντιθέσει με άλλες αναλυτικές λύσεις οι οποίες έχουν ανώτατα όρια αξονικής δύναμης(Chatzidakis et al, 2019;Randolph et al, 2010;Yuan et al, 2015;Yuan, Wang, Guo, & Shi, 2012;Yuan, Wang, Guo, & Xie, 2012).Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.34, μεγαλύτερη δύναμη κατολίσθησης έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη κανονικοποιημένη πλευρική μετατόπιση του αγωγού, y/D. Η μέγιστη μετατόπιση που καταγράφεται είναι: 8.3, 23.4, 40.7, 59.6 και 79.8 m για δύναμη κατολίσθησης 5, 10, 15, 20 και 25 kN/m, αντίστοιχα.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Σεισμική Τρωτότητα Και Βέλτιστη Αντιμετώπιση Της Σεισμικής Διακινδύνευσης Υποθαλάσσιων Και Παράκτιων Ενεργειακών Δικτύων

Χατζηδάκης¹

View full text Add to dashboard Cite

Οι υδρογονάνθρακες, όπως το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο, αποτελούν τη σημαντικότερη πηγή ενέργειας της εποχής μας. Λόγω των αυξανόμενων αναγκών του σύγχρονου πολιτισμού, η εξαγωγή υδρογονανθράκων συνεχίζεται διαρκώς από όλο και περισσότερα χερσαία και υποθαλάσσια κοιτάσματα. Η μεταφορά τους στα αστικά και βιομηχανικά κέντρα κατανάλωσης γίνεται -μεταξύ άλλων- μέσω αγωγών υδρογονανθράκων, οι οποίοι ανήκουν στα ενεργειακά δίκτυα κοινής ωφέλειας (ΔΚΩ). Οι αγωγοί αυτοί αποτελούν έργα υποδομής μεγάλης κλίμακας και στρατηγικής σημασίας. Η σπουδαιότητά τους γίνεται φανερή από το γεγονός ότι γίνονται συχνά αντικείμενο έντονων αντιπαραθέσεων μεταξύ εταιρειών και κρατών, αλλά και από τις δυσμενέστατες συνέπειες και τις ανυπολόγιστες ζημιές που μπορεί να προκαλέσει μία πιθανή αστοχία τους στην κοινωνία, στην οικονομία και στο περιβάλλον. Οι αγωγοί μεταφοράς υδρογονανθράκων μπορούν να εκτείνονται σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων, τόσο χερσαία όσο και υποθαλάσσια, φτάνοντας σε βάθη εκατοντάδων μέτρων υπό εξαιρετικά δυσμενείς και αβέβαιες συνθήκες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να εκτίθενται σε ένα πολύ μεγάλο εύρος κινδύνων, τόσο φυσικών όσο και ανθρωπογενών. Ένας από τους μεγαλύτερους κινδύνους που καλούνται να αντιμετωπίσουν είναι οι σεισμικοί γεωκίνδυνοι, όπως η ισχυρή εδαφική κίνηση, η διαρρήξεις ρηγμάτων, οι κατολισθήσεις και οι ρευστοποιήσεις εδαφών. Τα παραπάνω φαινόμενα προκαλούν παροδικές και μόνιμες εδαφικές μετακινήσεις, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν μεγάλα προβλήματα σε έναν αγωγό. Για την αντιμετώπιση των σεισμικών γεωκινδύνων έχουν πραγματοποιηθεί τις τελευταίες δεκαετίες πολλές μελέτες σε αναλυτικό, υπολογιστικό και πειραματικό επίπεδο. Από αυτές έχουν προκύψει διεθνή κι εθνικά πρότυπα και κανονισμοί για τον αντισεισμικό σχεδιασμό αγωγών. Επίσης, έχουν διαμορφωθεί μεθοδολογίες για την προσομοίωση της συμπεριφοράς τους, καθώς και μία σειρά μέτρων προστασίας για την αποφυγή της αστοχίας τους. Εντούτοις, όλα τα παραπάνω επικεντρώνονται κυρίως στην περίπτωση χερσαίων αγωγών, αφήνοντας πολλά περιθώρια διερεύνησης της απόκρισης και της σεισμικής τρωτότητας των αγωγών στα υποθαλάσσια όσο και στα παράκτια τμήματα τους. Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή επικεντρώνεται στη μελέτη υποθαλάσσιων και παράκτιων μεταλλικών αγωγών υδρογονανθράκων, συμβάλλοντας στην ενδελεχή διερεύνηση της συμπεριφοράς τους υπό σεισμική κινηματική καταπόνηση και στην ανάπτυξη προτάσεων για τον καλύτερο δυνατό αντισεισμικό σχεδιασμό τους. Ο στόχος αυτός επιτυγχάνεται μέσω της ανάπτυξης προηγμένων αναλυτικών αλλά και αριθμητικών μεθοδολογιών, χρησιμοποιώντας κλασσικές θεωρίες της μηχανικής, διάφορες αναλυτικές σχέσεις, τις μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων και πεπερασμένων διαφορών, κ.α. Στις προσομοιώσεις γίνεται χρήση ρεαλιστικών δεδομένων και παραδοχών που έχουν προκύψει από πειραματικές μελέτες, δεδομένα πεδίου και αναλυτικές μεθοδολογίες. Τα αποτελέσματα από τα παραπάνω προσομοιώματα συγκρίνονται με πειραματικά και αριθμητικά αποτελέσματα άλλων ερευνητών για την εξασφάλιση της επίτευξης ρεαλιστικών και αξιόπιστων αποτελεσμάτων. Για την πρακτική εφαρμοσιμότητα των μεθοδολογιών, χρησιμοποιούνται ρεαλιστικά τοπογραφικά, γεωλογικά και γεωτεχνικά δεδομένα από την περιοχή της ανατολικής Μεσογείου, καθώς επίσης και δεδομένα από τον υπό κατασκευή Αδριατικό Αγωγό φυσικού αερίου (Trans Adriatic Pipeline -TAP). Το κρίσιμο ζήτημα της αλληλεπίδρασης εδάφους-αγωγού προσομοιώνεται με βάση τις μεθοδολογίες που προτείνονται σε πρόσφατους κανονισμούς. Συνοψίζοντας, πρώτος στόχος της Διδακτορικής Διατριβής είναι η μελέτη υποθαλάσσιων αγωγών υπό κινηματική καταπόνηση λόγω κατολίσθησης για διάφορες γωνίες διασταύρωσης της μετακινούμενης μάζας με τον αγωγό. Στη συνέχεια, διερευνάται η διάδοση δευτερογενών ρηγμάτων μέσα από εδαφικές στρώσεις, αλλά και η κινηματική καταπόνηση αγωγών λόγω διασταύρωσης με αυτά τα ρήγματα. Η παρουσία δευτερογενών ρηγμάτων είναι ένα αρκετά συνηθισμένο φαινόμενο που δεν έχει ερευνηθεί μέχρι σήμερα αναφορικά με την επίδραση που μπορεί να έχει σε αγωγούς. Τρίτος στόχος είναι η σύγκριση της αποτελεσματικότητας διαφόρων μέτρων προστασίας που εφαρμόζονται σε υποθαλάσσιους αγωγούς μεγάλου βάθους. Οι αγωγοί αυτοί τοποθετούνται συνήθως απευθείας στην επιφάνεια του πυθμένα, ενώ το εύρος των εφαρμόσιμων μέτρων προστασίας είναι περιορισμένο λόγω του υψηλού κόστους και των τεχνικών δυσκολιών. Τέλος, οι διάφορες μεθοδολογίες που αναπτύχθηκαν εφαρμόζονται μέσω κατάλληλου υπολογιστικού εργαλείου για τη βελτίωση της χάραξης υποθαλάσσιων αγωγών.

show abstract

An improved analytical approach for simulating the lateral kinematic distress of deepwater offshore pipelines

Cited by 15 publications

References 19 publications

A Review of Climate Change Impacts to Oil Sector Critical Services and Suggested Recommendations for Industry Uptake

A Review of Climate Change Impacts to Oil Sector Critical Services and Suggested Recommendations for Industry Uptake

Optimal Route Selection of Offshore Pipelines Subjected to Submarine Landslides

Σεισμική Τρωτότητα Και Βέλτιστη Αντιμετώπιση Της Σεισμικής Διακινδύνευσης Υποθαλάσσιων Και Παράκτιων Ενεργειακών Δικτύων

Contact Info

Product

Resources

About