海洋工程装备与技术

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1. 船舶压载水处理技术研究背景、进展与面临的挑战

张卫东, 杜彬, 曲慧芳, 李涛

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 1-10.

摘要（245）

PDF（pc）（3948KB）（241）

船舶压载水是外来生物入侵的主要途径之一，被认为是当前海洋环境所面临的四大威胁之一。为解决该问题而制定的压载水公约规定了压载水处理的标准，已于2019年9月6日正式生效。本文回顾了压载水处理技术研究的背景与社会需求，分析了不同压载水处理技术的特点，介绍了学术界关于压载水处理技术研究的最新成果，以及产业界在压载水处理系统研发方面的努力，讨论了压载水处理在标准、经济、技术、检测和法律等不同层面面临的挑战。

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2. 投弃式温盐深测量仪发展概述

杜立彬, 崔永超, 刘杰, 张晓波

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 33-40.

摘要（195）

PDF（pc）（1757KB）（561）

投弃式温盐深测量仪(Expendable Conductivity Temperature and Depth, XCTD)是一种先进的海洋动力环境要素测量仪器，能够在各种民用、军用船只，飞机或者潜航器上使用，用以快速获取水下环境信息数据。其使用灵活、快捷经济、操作简便，是海洋调查的常备仪器，也是对海洋环境监测浮标、潜标、船载CTD等传统测量仪器的重要补充。目前，投弃式温盐深测量仪因其测量投放简便、测量效率高、硬件成本低等特点, 在海洋剖面观测领域中被大量使用。为了了解国内外发展的差距，明确该领域未来发展方向，从投弃式海洋仪器设备的分类谈起，通过对比分析和归纳总结的方法，阐述了投弃式温盐深测量仪的国内外发展现状，对比了国内外投弃式温盐深测量仪的主要差距，重点介绍了潜射式温盐深仪（SSXCTD）的工作原理及关键技术，总结了在潜射式温盐深仪的研究领域需要加强研究的方向。

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3.

大型海上换流站运输及浮托安装数值分析和风险研究

熊根, 梁富胜, 李欣, 孙震洲, 许鑫, 田新亮,

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 1-12.

摘要（161）

PDF（pc）（8344KB）（337）

随着海上风电场呈大型化和远洋化的发展趋势，大型海上换流站的需求将会不断增加，其安装问题逐步受到关注。[L1] 本文以三峡如东海上换流站为例，通过OrcaFlex软件建立多体动力学模型对换流站的运输和浮托安装过程进行了数值计算，分析了部分阶段驳船和换流站的运动、加速度及系泊缆受力等情况，结果表明，在运输阶段，有义波高相同时随着谱峰周期Tp（6~9s）的增加，驳船-换流站系统运动幅值和加速度相应增加，但基本在限定值以内，在浮托安装阶段，相同波高下谱峰周期Tp = 8s较Tp = 6s和10s会造成更大的纵荡、横荡和艏摇运动幅值，应更加注意此类工况，另外，迎浪条件更有利于浮托作业的进行。此外，对换流站运输阶段进行了风险研究，并提出有效的风险控制措施，为实际大型海上换流站的安装作业提供一定参考。

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4. 海上油田无人平台技术现状与发展趋势

隋先富, 邱浩, 张甫, 周超, 王隽妍

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 111-116.

摘要（141）

PDF（pc）（2530KB）（74）

随着海上油田开发规模的不断增加，生产操作成本也迅速增加。无人平台技术由于结构简单、动设备少、生产作业费低，因此在近年来得到了广泛关注。然而，无人平台模式在生产运行过程中也暴露了修井作业成本高、登临平台难度大、设备监测难等问题。笔者通过调研当前无人平台开发过程中的先进技术和优秀做法，对无人平台开发经验进行了系统总结和概括。本文旨在为无人平台技术的进一步推广应用提供参考。

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5. 复杂管路串油方案设计探析

董磊, 梁腾飞

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 48-51.

摘要（140）

PDF（pc）（3136KB）（156）

串油也称投油清洗，是海洋油气平台建造中常见的施工操作。尤其是液压系统对于管道清洁度要求较高，且其管路分支较多，串油回路难以划分为单线回路，面临无法保证各分支串油质量的情况。针对复杂液压管路串油清洗分支多，串油时间长等问题，本文根据管线系统的各项参数进行建模，提出在串油施工实施前采用流体软件模拟的方式分析方案可行性，从串油温度、运动粘度、流量控制等方面进行调整模拟，进而优化串油方案，以保证串油质量，提高效率。

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6.

海上组合导航中北斗定位误差处理方法研究

王亚锋, 黄沛硕, 喻夏琼, 宋磊, 于文彬

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 76-82.

摘要（137）

PDF（pc）（1558KB）（190）

本文针对海上捷联惯导与北斗卫星导航系统松组合导航的场景，研究了北斗定位误差的处理方法，通过分析北斗定位误差的来源，指出北斗定位误差在局部区域、短时间内存在常值偏离，该常值偏离可以通过地面差分站发布的差分数据进行补偿。现阶段，北斗系统的地面差分站主要集中在国境内重点区域，对于没有布设地面差分站的国境外区域尤其是海洋区域，常用方法是将北斗定位误差看作噪声来处理，但是这种方法会牺牲组合导航的精度，本文提出的采用卡尔曼滤波状态扩维方法，将北斗定位的常值偏离纳入滤波器状态进行估计，以提高组合导航精度。由仿真算例可知，该方法可有效提升定位精度。

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7.

深水脐带缆预调试概述

蒋兵兵, 曹聚杭, 张捷, 高磊, 龙小品, 唐豫, 罗洁, 李健, 陈娟, 张婕

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 13-23.

摘要（134）

PDF（pc）（11950KB）（61）

脐带缆是水下生产系统内上部控制系统与水下生产设施的重要连接纽带。本文系统性概述了常规脐带缆预调试技术及关键测试设备仪器，有助于推动国内相关配套设备的研发，提升国内深水预调试技术服务能力。基于南海某气田工程实践，提出一套简约集成灵活的脐带缆测试流程，为后续深水脐带缆预调试实践提供技术支持。对比分析了两种不同类型的深水脐带缆水下预调试装备：以干预、修井&控制系统为代表的甲板测试装备与以水下增压模块为代表的水下测试装备。分析基于水下增压模块测试系统的深水脐带缆预调试技术局限性，并提出未来技术研发方向，最后指出其广阔的应用前景。

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8.

水下化学药剂注入计量阀技术现状

吴露, 孙钦, 安维峥, 左信, 白小波, 岳元龙

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 99-108.

摘要（128）

PDF（pc）（10473KB）（108）

水下化学药剂注入计量阀是确保水下生产系统的长期安全运行，实现化学药剂精确注入和流量计量功能的核心设备。本文首先介绍总结了国内外相关标准对水下化学药剂注入计量阀的功能和技术要求；其次，分析了水下生产系统中化学药剂的注入工艺流程，阐述了水下化学药剂注入计量阀在水下生产系统中的作用和安装位置；最后，从工作原理、供电通信、机械结构、水下安装等维度详细剖析了国际水下生产系统供货商的水下化学药剂注入计量阀技术特点，为水下化学药剂注入计量阀的自主设计及国产化提供参考。

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9. 基于NURBS曲面的船体三维建模应用

张大朋, 严谨, 赵博文, 周楠, 朱克强

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 24-32.

摘要（125）

PDF（pc）（7786KB）（434）

NUBRS曲面建模技术是专为曲面复杂物体三维模型重建而设计的，能基于曲线和曲面的形式对目标地物三维模型的轮廓和外形进行准确精细的表达。本文介绍了一款基于NURBS曲面的船体三维建模程序Maxsurf Modeler，详细论述了应用该程序进行船体三维建模的流程，同时对三维模型的可靠性和适用性进行了CFD验证。静水阻力计算中，6种工况下的最大误差为2.29%。耐波性计算中，纵摇运动的计算误差最大，为19.32%。结果表明，采用Maxsurf Modeler完成的三维模型具有一定的可靠性。

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10. 基于南海某气田的水下生产系统联合调试

蒋兵兵, 陈娟, 洪龙飞, 邓驰誉, 龙小品, 曹聚杭, 胡云海

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 11-15.

摘要（125）

PDF（pc）（870KB）（83）

水下生产系统是深水油气田开发的关键装备，由水上控制部分和水下生产设施两部分组成。为了确保水下生产系统海上安装完成后，水上控制部分可实现对水下生产设施的供电、监测、控制以及应急关断，投产前须对其进行联合调试。本论文以南海某气田水下生产系统为例，介绍了水下生产系统的概况，详细探讨了水下生产系统联合调试的目的、内容和工作流程。该项技术研究有助于打破欧美在该专业板块的技术垄断，加速我国海洋油气开发自主化进程。

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11. 316L不锈钢管道腐蚀原因分析及预防措施

毕航铭

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 30-35.

摘要（117）

PDF（pc）（5312KB）（89）

针对南海某采油平台投产前不锈钢管道腐蚀的问题，进行取样分析。试验所得结论为氯离子含量超标导致不锈钢管线腐蚀严重。本文探究了氯离子对316L不锈钢管线造成破坏的基本原理，同时，从海洋平台管线建造角度出发，针对如何有效预防不锈钢管线腐蚀问题提出建议，为后续海洋平台建造项目提供借鉴。

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12. 平台内TMD对新型Barge浮式风机振动抑制的研究

姜坤, 蔡青青, 李孙伟

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 122-129.

摘要（117）

PDF（pc）（1461KB）（71）

Barge型浮式风机是发展海上风电的重要装备，其运动响应可以通过被动控制装置调谐质量阻尼器（tuned mass damper， TMD）有效抑制。基于ITI Energy Barge风机，本研究设计了新型Barge浮式风机基础，建立平台配置TMD的风机动力学模型，在浮动平台内配置不同位置、质量、阻尼参数TMD，研究风浪载荷作用下风机平台配置最优参数TMD前后浮式风机运动响应的变化。结果表明：在新型风机平台内浮筒顶部配置质量比3%、阻尼比6%的TMD后，风机塔顶前后和左右位移分别减小15.56%、 44.93%，平台纵摇和横摇抑制率达到22.97%、 62.79%，风机塔基前后和左右弯矩分别减少15.62%、 39.8%。此时，TMD控制效果最佳，风机整体稳定性大幅提高。

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13. 玻璃纤维增强乙烯基酯复合材料耐海水腐蚀寿命预测

李想, 刘晓, 李森, 刘程程, 刘晓彬, 高爽

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 107-110.

摘要（114）

PDF（pc）（1277KB）（49）

中国南海油气田开发采用玻璃钢防护罩，保护水下生产系统的关键设施。玻璃纤维增强复合材料（玻璃钢）是目前最为常用的复合材料，广泛应用于船舶与海洋工程领域。本文通过建立玻璃钢耐海水腐蚀寿命模型，定义弯曲强度保持率，得到耐海水腐蚀寿命通用方程和深海低温条件下耐海水腐蚀寿命公式。结合常温和高温海水长期浸泡条件下的弯曲强度试验结果，预测得到玻璃纤维增强乙烯基酯复合材料在0~4℃海水温度范围内的耐腐蚀寿命约为12.28~16.55年。从弯曲强度的角度来看，耐腐蚀寿命较短，建议应用在承受低弯曲载荷的部位。

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14.

海上升压站导管架电缆护管一体化吊装工艺研究

冯英磊

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 57-64.

摘要（111）

PDF（pc）（11685KB）（92）

随着海上风电逐渐向深远海域推进，海上升压站导管架的尺寸和重量也越来越大，大型海上升压站导管架的电缆护管数量众多，安装难度大。如采用传统油气导管架电缆护管的安装方式，对项目工期和吊机资源需求产生较大影响。本文探讨了一种电缆护管与结构片一体化的吊装工艺，将结构和电缆护管同时吊装就位，并通过计算校核了不同工况下的结构强度及吊点局部强度。为风电技术向深远海域突破提供建造与施工技术基础。

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15.

输氢海底管道强度设计准则研究

王猛, 梁光强

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 41-47.

摘要（99）

PDF（pc）（1547KB）（287）

本文研究了输氢海底管道的强度设计、断裂韧度和氢致疲劳裂纹扩展速率模型准则，并对模型进行了敏感性研究。为输送氢气海底管道工程设计提供指导。

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16. 大平台单筒双井技术在渤海油田的应用

齐恒之

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 109-112.

摘要（97）

PDF（pc）（5244KB）（95）

蓬莱油田二期开发设计的40槽口（16个单筒双井）井口平台能钻56口井，到目前为止是渤海海上可钻井数最多的井口平台。在槽口布置和采油树排列的基础上，考虑到定向井设计和防碰问题，详细描述了表层套管安装和固井程序。从40个槽口下入56个表层套管的成功应用减少了平台数量和费用，同时提供更多的表层套管满足油藏开发计划，对后续油田的开发起指导性作用。

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17. 船舶理想上层建筑设计研究

廖世扬, 刘俊, 曾文源

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 16-23.

摘要（92）

PDF（pc）（6248KB）（115）

理想上层建筑是指船体发生弯曲时上层建筑不发生弯曲，上层建筑的正应力沿高度方向一致。与强上层建筑和轻型上层建筑不同，理想上层建筑的应力水平接近于主甲板，可最大限度地发挥材料强度作用。以一艘典型的油船为研究对象，基于组合梁方法，考虑剪切迟滞效应的影响，探讨理想上层建筑的设计方法，根据上层建筑的剖面特性探究理想上层建筑的长度。结合理想上层建筑理论公式，依据船中横剖面参数，求解得到理想上层建筑的设计长度，得出理想上层建筑的理论设计方案后，借助有限元法对理想上层建筑甲板应力分布规律进行验证。验证结果表明，上层建筑正应力水平接近主甲板，可为早期理想上层建筑的设计提供参考；最后，调整上层建筑甲板厚度，达到节省材料、降低重心的目的。

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18.

分块吊装的八腿中心生产平台上部组块海上吊装优化

蓝国阳, 袁玉杰, 胡性涛, 孙华峰

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 113-117.

摘要（90）

PDF（pc）（2903KB）（96）

本文以某渤海海域分块吊装的八腿中心生产平台上部组块为例。根据设计一体化的思想，在详细设计阶段通过对该八腿中心平台上部组块海上吊装施工方案进行优化，不仅减少大型浮吊等关键性生产资源的占用和人力成本的投入，通过缩短海上施工时间，有效降低海上施工的不确定性风险。此外，能有效利用结构的冗成度，达到结构的最优化，实现降本增效的目的。通过专业的计算技术分析和论证，证明此优化方案的切实可行性。

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19.

Y1油气田优快钻井关键技术与应用

徐佳, 袁则名, 张海山, 左宏刚, 王喜杰

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 52-56.

摘要（89）

PDF（pc）（1394KB）（151）

Y1油气田目的层埋藏深，地层倾角大，典型的低孔渗储地层，存在表层机械钻速难易释放、中上部地层井壁失稳问题突出、深部地层可钻性差、局部地层漏失压力低、长裸眼段固井时漏失风险高等难题，制约该气田钻井提速提效。为此，开展了相应的综合配套技术研究，通过分析该气田作业期间遇到的技术难题，并结合东海已有的成熟钻井技术体系，形成了井身结构适应性简化、油基泥浆体系、个性化PDC钻头设计、优化钻具组合等适合于Y1油气田深井、超深井钻井作业提速的关键技术，切实解决上述制约钻井提速提效的技术难题，为该气田规模开发提供技术指导。

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20. 海上风电导管架立式建造关键吊装技术

陈世伟

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 83-89.

摘要（89）

PDF（pc）（11405KB）（84）

海上风电导管架体型相对较小，且需要批量化建造，因而多采用立式建造工艺。然而由于该类导管架结构的特殊性，其在立式建造过程中会面临大量的高难度总装作业，当前缺少相关的吊装经验及工程案例参考。对此基于某 2000T 级大型海上风电导管架项目，介绍了该导管架立式建造的总装过程，分析了不同阶段的总装技术难点，重点提出了一种针对过渡段 TP 与上部导管架的一体式总装以及下部导管架先翻身后总装的整体吊装思路。实践证明，该思路可有效解决风电导管架总装吊点布置困难、组对难度大以及吊机性能需求高等一系列吊装技术难题，推动风电导管架的批量化建造，为后续同类型项目提供技术支持。

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