Στην σημερινή εποχή η επιτακτική ανάγκη εξόρυξης υδρογονανθράκων και μεταφοράς αυτών μεταξύ των χωρών έχει δημιουργήσει την απαίτηση για την κατασκευή και τη λειτουργία παγκοσμίως όχι μόνο χερσαίων, αλλά και υποθαλάσσιων αγωγών που χαρακτηρίζονται από αξιοπιστία. Γι’ αυτό το λόγο όλο και περισσότεροι υποθαλάσσιοι αγωγοί αναμένεται να κατασκευαστούν μελλοντικά και ιδιαίτερα στην περιοχή της Μεσογείου όπου το δίκτυο των υποθαλάσσιων αγωγών είναι μικρό σε σχέση με την Βόρεια Θάλασσα όπου εκεί παρατηρείται ένα αρκετά πυκνό δίκτυο. Επειδή οι υποθαλάσσιοι αγωγοί διανύουν εκτενείς περιοχές, είναι πιθανόν να αντιμετωπίσουν διάφορους γεωκινδύνους και ιδιαίτερα στη Μεσόγειο Θάλασσα η οποία αποτελεί μία από τις πλέον σεισμογενείς περιοχές στον κόσμο. Σε ορισμένες περιπτώσεις οι γεωκίνδυνοι ενδέχεται να απειλήσουν την ακεραιότητα του αγωγού. Η παρούσα Διπλωματική Εργασία έχει ως αντικείμενο τη διερεύνηση της επιρροής των σεισμικών ρηγμάτων σε υποθαλάσσιους αγωγούς φυσικού αερίου. Μετά από μία βιβλιογραφική αναφορά στους υποθαλάσσιους αγωγούς που υπάρχουν ανά τον κόσμο, πραγματοποιείται μία εκτενή αναφορά στους γεωκινδύνους με μεγαλύτερη έμφαση στα ενεργά σεισμικά ρήγματα της ευρύτερης περιοχής της Μεσογείου. Στη συνέχεια χρησιμοποιείται το λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS ώστε να προσομοιωθεί (α) η διάρρηξη κανονικών και ανάστροφων ρηγμάτων μέσω ιζηματογενών στρώσεων και οι συνεπακόλουθες μόνιμες εδαφικές παραμορφώσεις στον πυθμένα της θάλασσας και (β) η καταπόνηση του αγωγού όταν αυτός υπόκειται στις προαναφερθείσες εδαφικές παραμορφώσεις. Μελετούνται διάφορες παράμετροι που επηρεάζουν το πρόβλημα, όπως ιδιότητες των ρηγμάτων, γεωμετρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά των ιζηματογενών στρώσεων, τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του αγωγού, η υδροστατική πίεση κ.α. Τέλος, καταβάλλεται προσπάθεια αξιολόγησης των αποτελεσμάτων της μελέτης προκειμένου να εκτιμηθεί το μέγεθος του προβλήματος και να προταθούν επιγραμματικά διάφορα μέτρα αντιμετώπισής του, καθώς επίσης και προτάσεις για περαιτέρω έρευνα.
(EL)
Nowadays the major need for hydrocarbon extraction and transportation between countries has created the requirement
for the construction and operation of reliable onshore and offshore pipelines worldwide. For this reason, more offshore pipelines are expected to be constructed in the future, especially in the Mediterranean region where the pipeline network is relatively
small compared to the North Sea where there exists a fairly dense
pipeline network. Since offshore pipelines usually cross extensive areas, they may experience various geohazards especially in the Mediterranean Sea which is one of the most seismic regions in the world. Note that in some cases the geohazards may threaten
the integrity of the pipeline. The present thesis focuses on
the influence of seismic faults in offshore gas pipelines. After a literature review of offshore pipelines worldwide, the thesis is involved with the potential geohazards with greater emphasis on the active seismic faults of the wider Mediterranean region. Afterwards, the finite element software ABAQUS is utilized in
order to simulate (a) the rupture of normal and reverse faults through sedimentary layers and the subsequent permanent
ground deformations on the sea floor, and (b) the distress of the pipeline when it is subjected to the aforementioned ground deformations. Factors, such as the properties of the fault, the geometrical and mechanical properties of the ruptured
sedimentary formations, the pipeline characteristics and the hydrostatic pressure are analysed. Finally, the thesis makes an effort to evaluate the study results in order to assess the
magnitude of the problem and to briefly propose some mitigation measures, as well as suggestions for further research.
(EN)
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
