海洋工程装备与技术

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深水柔性立管结构技术进展综述

阎军英玺蓬步宇峰李文博吴尚华卢青针汤明刚岳前进

2019 (6): 745.

摘要 ( 343 )

海洋柔性立管是深水油气开采的核心装备之一，被誉为深水开发系统的“血管”。本文综述了海洋柔性立管系统的基本结构与发展历程，总结了国内外主要海洋柔性立管生产厂家的产品特点及设计技术。随着海上油气田开发不断走向深水，本文介绍的海洋柔性立管技术必将助力我国深水油气资源的自主可控开发。

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海洋柔性管缆结构的试验测试技术

阎军胡海涛尹原超卢青针岳前进

2019 (6): 750.

摘要 ( 170 )

PDF(19591KB) ( 105 )

海洋油气资源的开发离不开海洋装备的研发和应用。柔性管缆作为海洋油气资源开发中的关键装备，其安全性和可靠性是非常重要的。由于海洋柔性管缆多层级和螺旋缠绕的结构特点，从设计到应用的过程中，需要依靠实验测试技术来保障其应用的安全性和可靠性。本文重点针对海洋油气开发用柔性管道和脐带缆的实验测试技术展开研究，对国际通用的柔性管道和脐带缆测试规范进行介绍，通过大量的调研针对其中的关键测试类型进行了详细的说明。希望通过海洋柔性管缆结构的实验测试技术的详细说明能够为海洋装备设计、实验测试和海洋管缆应用领域的工程人员提供有益的参考。

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基于力学性能等效的混合式集束生产立管强度分析研究

曹先凡李春润王雄之徐爽王世澎刘振纹

2019 (6): 758.

摘要 ( 115 )

PDF(4830KB) ( 143 )

混合式集束生产立管用于连接水下设施和浮式平台，是深水油气开发的重要组成部分。该类立管通常由中心管、油管、注水管、气举管和电缆等子结构构成，属于具有复杂横截面的细长结构。在其应力分析中，需要由梁模型分析其整体性能，由实体或壳模型分析局部性能。本文通过理论推导给出了混合式集束生产立管的等效惯性矩计算方法，基于数值模拟计算了其等效极惯性矩；将混合式集束生产立管等效力学性能赋予梁单元，模拟了其整体响应并确定危险位置；针对危险位置采用实体单元进行了数值模拟，获得局部模型的应力分布并基于规范进行了强度校核。以上方法兼顾计算效率和精度，为混合式集束生产立管的力学性能分析提供了有效手段。

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深海采矿系统软管应用现状与技术挑战

汤明刚张正伟吴波陈超顾学康

2019 (6): 765.

摘要 ( 313 )

PDF(2969KB) ( 245 )

海洋柔性管道是深海矿产资源开发中重要的提升和输运装备。本文从深海矿物开发模式、输送介质和自身可靠性等方面系统地阐述了柔性管道的应用需求，列举了两类深海采矿软管的应用现状与技术特点。为了满足深海采矿要求，探索提出了深海采矿系统软管的技术研制路线，并详细介绍了该系统软管所面临的整体应用、截面设计、建造与测试等技术挑战，为我国深海采矿系统软管的自主研制提供技术参考。

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海洋柔性管缆竖直铺设技术及其发展现状

谢鹏刘昊

2019 (6): 771.

摘要 ( 180 )

PDF(13179KB) ( 62 )

柔性管缆是海洋油气开发的重要设施，其铺设作业是海洋油气田建设中的重要环节。论文介绍了柔性管缆竖直铺设的方法、关键装备、作业流程和国内外发展现状，指出海洋柔性管缆竖直铺设作业中应重点关注的关键技术问题。

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海底管道用挠性管标准技术研究及检验指南编制

李智博孙政策张萌傅晓华陈海龙刘金树

2019 (6): 777.

摘要 ( 129 )

PDF(1484KB) ( 87 )

针对挠性管应用海底管道中的检验需求，对挠性管标准进行技术研究，并结合实际工程检验经验，研究编写《海底管道用金属挠性管检验指南》，作为对此类管道开展检验的依据。本文从挠性管与传统钢管在海底管道系统应用中的区别的角度，在材料、设计、试验、制造、安装等方面，对挠性管的主要技术特点进行介绍，对指南编写的技术背景和主要技术要求进行论述，并提出了需要进一步研究的方向建议。

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海上输油漂浮软管盘绕弯曲分析

徐泽金戚圣好高强安晨

2019 (6): 783.

摘要 ( 129 )

PDF(6497KB) ( 83 )

在非运营期间，漂浮软管盘绕在油轮或FPSO的卷筒上，很容易产生变形甚至破坏，漂浮软管的盘绕分析是对漂浮软管进行结构设计、检验校核过程中必不可少的一个环节。首先对模型进行基本假定并确定适合漂浮软管的校核准则，将漂浮软管进行合理的简化处理；其次借助ABAQUS建立模型，并得到漂浮软管主管各层在盘绕弯矩下应力和应变分布情况；最后依据校核准则对主管各层进行强度校核，结果表明，主管的各层利用率都满足设计要求，加强钢筋也满足使用中所需的强度要求。

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钢带加强型柔性管道抗压溃性能分析

李涛尹原超吴尚华卢青针邹宵岳前进

2019 (6): 790.

摘要 ( 143 )

PDF(14081KB) ( 32 )

在海洋油气开发过程中柔性管道被广泛使用，海洋环境所引起的静水外压会造成管道的压溃失效，柔性管道利用螺旋缠绕的钢带结构以提高其抗外压能力。本文通过原型压溃实验和数值模拟研究了钢带加强型柔性管道的压溃行为，通过实验和数值模拟结果的一致性确定了压溃有限元模型的正确性，并在此模型的基础上展开了相关参数的研究。结果表明：各层结构之间摩擦系数的增大可以增加极限压溃值；钢带屈服极限小于100MPa时会使柔性管抗压溃性能降低；钢带的屈服极限在大于200MPa后继续增加对钢带加强型柔性管道的抗压溃能力影响不大，基于经济性原则考虑可以选择强度较低的钢带结构。

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浮筒复合泡沫材料力学行为数值模拟

应枭贾非张晶李剑旻尹原超岳前进

2019 (6): 798.

摘要 ( 121 )

PDF(3530KB) ( 80 )

玻璃微珠填充环氧树脂基复合泡沫材料广泛应用于深水浮筒中，本文采用空心玻璃微珠S60HS填充环氧树脂E51制备复合泡沫材料。通过对不同体积分数空心玻璃微珠复合泡沫材料进行力学性能测试，分析了复合泡沫材料的力学行为。基于复合泡沫材料细观结构特征，建立了其数值模型，研究了微珠外径大小分布对复合泡沫材料力学性能的影响。结果表明：考虑微珠外径对数正态分布的有限元模型预测结果与实验值吻合最好。

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深水REEL型铺设关键装备和技术发展及展望

孙国民王辉胡春红阎军

2019 (6): 804.

摘要 ( 121 )

PDF(3047KB) ( 85 )

深水REEL型铺设技术作为一种高速高效铺设技术，已经在国外深水海管施工中得到了越来越多的应用。本文主要针对深水REEL型铺设关键装备和技术进行了总结和研究，分析了我国REEL型铺设技术发展的不足以及后续发展建议，为后期我国自主发展REEL型铺设技术和装备提供了有益参考。

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FLNG低温软管技术现状与应用前景分析

杨亮刘淼儿刘云李欣欣范嘉堃许佳伟盖小刚刘富鹏

2019 (6): 810.

摘要 ( 217 )

PDF(22430KB) ( 172 )

FLNG低温软管卸料系统技术主要由欧美等少数国家掌握，低温软管材料选型与结构设计难度大，加工制造及性能测试工作难，超低温密封、连接和泄漏监测难度高，以及整套低温软管系统复杂，安全性要求高。关键技术包括耐低温、高绝热与柔顺性结构多目标协同设计技术、大口径多层复合软管连续缠绕成型技术以及超低温工况动态疲劳试验验证技术，大尺寸低温软管试制装备需要研发，全尺寸测试装备需要系统研究。FLNG低温软管卸料系统方案对于我国南海气田开发具有不可替代性，在浮式船岸传输与船舶加注方面也具有良好的应用前景。

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