海洋工程装备与技术

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陈勇军 , 武永锋 , 张大刚 , 杨家辉 , 来敏

2022 (2): 1-6.

摘要 ( 112 )

PDF(5419KB) ( 230 )

实时监测和预警管理是深远海浮式生产平台安全运营的重要安全保障措施。本研究针对作业于中国南海 1500m水深陵水气田的“深海一号”半潜式生产储油平台,完成了平台性能预警管理系统研究,主要包括监测参数选取、阈值确定、警示发布、风险识别以及应对措施推荐等主要环节。区别于传统的单一绝对阈值设定方式,本系统提出并应用了基于实测的环境参数动态阈值确定方法。在软件实现上,基于预警管理系统的功能需求,搭建了系统框架,设计了数据库和核心分析模块逻辑结构,自主开发了一体化浮式平台总体性能预警管理系统软件,并将其安装于实际平台上进行示范应用。

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海洋温差能发电冷水管温度场分布研究

付强 , 张理 , 毛良杰, 曾松 , 黄世苗

2022 (2): 7-13.

摘要 ( 99 )

PDF(4491KB) ( 145 )

海洋温差能是一种储量巨大的可再生能源,利用海洋温差能进行发电具有广阔的发展前景。为了研究海洋
温差能发电冷水管温度分布特征,本研究建立了浮式平台冷水管抽取抽取管柱温度场分析模型,采用有限体积法
对模型进行离散和求解。研究结果表明,在深层低温海水在冷水管中泵送上升过程中,会通过管柱吸收上部周边
暖海水的热量;大排量下出口温度上升幅度较小,可以不用采取额外的管柱保温措施;与传统钢管和铝合金管柱相
比,高密度聚乙烯(HDPE)材料的冷水管更加适合作为海洋温差发电低温海水抽取管柱。

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液压直驱式修井顶驱整机结构设计

齐建雄, 高瀚, 雷宇, 楚飞, 赵春晖

2022 (2): 14-16.

摘要 ( 109 )

PDF(1397KB) ( 228 )

顶部驱动修井系统是一种新型的石油天然气修井作业装备,可替代常规转盘驱动钻具旋转钻进。针对修井
现场自动化作业的需要,顶部驱动修井系统成了自动化修井作业所必需的产品。本研究从整机结构到关键零部件
的有限元分析、校核,简单介绍了85t顶部驱动修井系统主机结构,为进一步推动该产品的应用提供一些参考。

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垦利6-1油田开发模式研究

巴砚

2022 (2): 17-20.

摘要 ( 103 )

PDF(4562KB) ( 68 )

在垦利6-1油田的开发模式研究中,根据其储量大、区块多、平面分布广、储量不集中的特点,以及周边在研究油田、已建油田的位置和产量规模,对垦利油田群再次开展区域开发研究。通过研究,对垦利6-1油田中具备依托条件的4-1、10-1N区块就近依托、先行建设、提前投产,对垦利6-1油田中不具备依托条件的5-1、5-2、6-1区块与周边在研究的渤中29-6油田联合开发整合新建处理设施,区域设施进行升级形成2个处理中心,规划建设上岸海底管道复线,形成区域1×10 7 m 3/a的设计产能,再一次对区域开发的模式进行了成功的实践。在开发方案中, 采用8座20井槽标准化无人平台的开发模式,通过数字化、智能化设计手段保证无人平台生产效率,显著提高经济效益,该开发模式可为后续油田开发提供借鉴。

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基于有限元方法进行超高压海底管道弯矩研究

王娟, 杨明旺, 郑茂尧, 刘凌云, 赵立君

2022 (2): 21-24.

摘要 ( 88 )

PDF(2408KB) ( 117 )

本研究针对某气田拟新建的超高压大壁厚海底管道,采用三维有限元方法,进行内压及组合载荷下的弯矩校核计算。结果显示,有限元模拟得出海管的抵抗弯矩能力大于 DNVGL-ST-F1012017版规范理论公式计算得出的结果。DNVGL规范对组合载荷下的弯矩校核计算公式限定了15≤D/t≤45的适用范围,通过有限元进行敏感性分析,DNVGL公式计算所得抵抗弯矩较为保守,海底管道径厚比D/t<15的情况可以采用该规范公式进行计算,并采用有限元方法进行校核。建议DNVGL规范通过进一步研究,对组合载荷下的弯矩校核计算去掉径厚比D/t≥15的限制。

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大管径膨胀弯浮袋法安装方法

宋艳磊

2022 (2): 25-28.

摘要 ( 83 )

PDF(4678KB) ( 100 )

随着国际市场发展对油气的迫切需求,越来越多的大管径的膨胀弯出现,大管径膨胀弯带来了重量大、刚度大、调整困难等难题,且潜水规范的限定对潜水员的安全保护也要求更高,所以饱和潜水、升沉补偿吊机、DSV等高端设备的加入,这些新形势的变化对膨胀弯安装工艺带来了挑战。本研究介绍了一种针对大管径的膨胀弯采用浮袋法安装方法,此方法具有对海况要求低、效率高等特点,过程中使用多种新型工具提高组对效率,是对传统膨胀弯安装工艺的一种新型补充,以适应新趋势的膨胀弯安装的发展。

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半潜平台湿拖作业时横摇水动力特性数值研究

王会峰 , 黄福祥 , 蒋扬 , 阴炳钢 , 田立锋 , 李隶辉

2022 (2): 29-37.

摘要 ( 89 )

PDF(10575KB) ( 71 )

针对半潜平台湿拖作业中的横摇问题进行数值研究,结合雷诺时间平均 Navier-Stokes方程和流体体积函数法建立半潜平台强迫横摇数值模型,并通过模型实验验证了数值模型的准确性。通过静水和航速为5kn时的强迫横摇水动力矩的滞后回线研究了横摇频率和航速对水动力矩滞后效应的影响,计算了半潜平台横摇附加惯性矩和阻尼,分析了半潜平台横摇时不同位置涡的分布和航速对流场的影响。研究结果对半潜平台的设计和拖航运输具有指导意义。

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单点吊装作业视景仿真应用研究

王屹

2022 (2): 38-42.

摘要 ( 76 )

PDF(3850KB) ( 140 )

针对海上浮式生产储卸油平台(FPSO)内转塔吊装作业的需求,本研究基于 Vortex多体动力学仿真引擎构建了实时视景仿真系统,通过建立吊装作业的海域环境、海洋工程装备物理模型,开展了内转塔下塔体吊装作业实时视景仿真研究,实现了碰撞干涉检测、下塔体吊装运动模拟和测试工况预演和评估,为吊装工程作业方案的可行性提供了可视化依据。

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水下生产管汇测试技术及其改进研究

王聚团, 戚晓宁, 黄志明

2022 (2): 43-49.

摘要 ( 107 )

PDF(4504KB) ( 202 )

水下生产管汇作为水下生产系统的核心,选择合理的测试技术是保障其功能完整性和系统操作性的关键环节。本文结合南海某深水气田水下生产管汇的测试实践,将水下生产管汇的出厂测试分为工厂接收测试(FAT)、扩展工厂接收测试(EFAT)、系统集成测试(SIT)三种类型,并对FAT中的管线冲洗测试、水压测试和阀门双向压差测试从冲洗介质、冲洗路径、清洁度测试等方面进行了改进;对EFAT中的控制系统测试、管汇与吸力桩界面测试分别从通信路径、使用3D扫描技术进行了改进;对SIT中的遥控潜水器(ROV)测试从测试理念上进行了改进。研究表明,在不影响测试质量的前提下,改进测试方法可以有效提高测试效率、节省测试资源和降低测试成本。本文结尾对水下生产管汇测试技术国产化进行了展望。

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基于时域分析法的动态电缆疲劳分析

袁振钦, 邹科, 孙亚峰, 刘刚, 屈衍, 李居跃

2022 (2): 50-55.

摘要 ( 186 )

PDF(3713KB) ( 299 )

浮式风电用动态缆的疲劳寿命校核是动态缆设计中的关键步骤,是浮式风电长期安全运行的保证。本文基于时域疲劳分析法对浮式风电用动态缆的疲劳性能进行校核,总结了动态缆疲劳分析各阶段的理论方法,根据规范要求对长期海况进行分块处理以减少分析工况,基于雨流计数法对应力时程进行统计计数。针对动态缆这种多单元结构采用水动力分析软件 Orcaflex中的应力系数法计算各单元的应力,并通过国内海缆厂应用较多的有限元软件 Uflex计算应力系数。本文的动态缆疲劳校核方法具有一定的工程应用价值。

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FPSO生活楼模块异地运输及吊装工艺的研究及应用

蔡喆, 李清, 冯海川, 吴华锋, 梁思渊

2022 (2): 58-65.

摘要 ( 84 )

PDF(7926KB) ( 52 )

本文介绍了上海某造船企业针对其公司生产建造的FPSO生活楼模块的异地运输与吊装工艺的研究及应用过程,通过利用专业陆地运输软件,根据特定FPSO生活楼模块重量、长度、宽度、高度、重心位置等参数,结合本企业制造平台与码头的实际情况,进行模拟计算,并对其计算结果进行理论分析,根据分析结果制订完善可行的施工方案。本次异地运输及吊装工艺应用为国内首次利用自行式模块运输车结合,“5000t”浮吊2种大型工程机械, 完成了模块整体异地运输及吊装,软件计算及理论指导相结合,“5000t”浮吊的应用方式为国内造船企业上层建筑异地运输和吊装提供了宝贵的经验。

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均匀来流中承台相对埋深对复合桩墩局部水动力及冲刷的影响

杜登轩 , 乐绍林 , 周欢 , HtayHtayAung , 喻国良

2022 (2): 64-71.

摘要 ( 93 )

PDF(6057KB) ( 52 )

桩墩冲刷是海上建筑物安全的最大威胁之一。随着“主墩承台群桩”式复合桩墩的广泛运用,承台埋深对其局部水动力及冲刷的影响尚有待研究。本文基于水动力和泥沙输运模块,构造了均匀来流中具有不同埋深承台的复合桩墩水动力及泥沙运动的三维数值模型,并利用水槽试验进行验证。在此基础上,对均匀来流中不同承台相对埋深下桩墩的局部冲刷进行了模拟。结果表明,复合桩墩附近在来流初始时刻的床面最大切应力及最大冲刷深度随承台相对埋深的增大呈“马鞍型”变化趋势;当相对埋深为1.5时,冲刷深度达到极大值,相对埋深为-1.0 时达到极小值,此时的承台发挥类似护圈的缓冲效用。建议在冲刷剧烈时将复合桩墩的承台上表面埋设在原床面以下,以减少冲刷程度和防护成本。

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海上天然气水合物试采过程中天然气回收利用技术方案研究

王清

2022 (2): 72-77.

摘要 ( 68 )

PDF(2396KB) ( 124 )

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