海底油气管道被喻为油气田的生命线。海底管道安全、可靠运行是海上油气田生产的根本保证。随着海洋石油资源开采和石油长距离运输需求的不断增加,海底石油管线铺设长度增长迅速,管道泄漏事故不断增多。海上溢油事故对海洋生态环境安全造成了严重威胁。国内外针对溢油泄漏事故技术的研究主要集中于对管线的监控和定位检测,以及事故后泄漏原油的回收利用。然而,泄漏检测技术只能为应急措施的快速响应提供前提条件;而溢油回收与处理技术,仅局限于对已泄漏油品进行溢油拦截和回收,以降低事故对近海地区造成的影响。事实上,在泄漏事故发生之后,即使运输管道停止工作,管道中的油品仍有可能继续向海洋中扩散,从而增加泄漏污染的程度和范围,造成更加严重的生态破坏和环境影响,同时也加剧了后期溢油回收与环境修复的难度和费用。现有的各种技术及方法仍然不能解决管道中大量原油进一步泄漏的问题。本研究开展了海底管线泄漏应急抽油控制技术研究,提出在海底管线的近岸端设置负压抽油泵以在管道泄漏事故后控制油品进一步泄漏的设想,并采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法,针对我国杭州湾“甬—沪—宁”海底输油管线的实际运行情况开展研究。物理模型以“甬—沪—宁”三条并行海底管线中的一条为原型,按照雷诺数相似准则进行比尺设计。通过物理模型系统,开展了管道系统在不同运行条件和负压泵抽油控制措施下的溢油过程模拟试验。同时,建立了整个管道输油和抽油系统的数值模型,用以模拟发生泄漏事故后开启泵抽油系统时管道内的流体特性。物理模型试验结果与数值模拟分析结果论证了提出的海底管线泄漏应急抽油控制技术的可行性,并进一步探讨了不同运行控制方式下,管道泄漏口处油品泄漏量的变化及管道破裂口的油品运动特征。利用建立的数学模型,优选了负压抽油泵的型号及特性参数,为生产实践提供必要的工程设计参数,同时提出具体的工程建议。建议进一步开展抽油泵控制效果与原油管道管径、材料、原油特性之间的响应关系研究,为各类海底管道输油系统服务。