海洋工程装备与技术

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熊根, 梁富胜, 李欣, 孙震洲, 许鑫, 田新亮,

2023 (3): 1-12.

摘要 ( 120 )

PDF(8344KB) ( 171 )

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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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

2023 (3): 13-23.

摘要 ( 88 )

PDF(11950KB) ( 52 )

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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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

2023 (3): 24-32.

摘要 ( 88 )

PDF(7786KB) ( 220 )

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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投弃式温盐深测量仪发展概述

杜立彬, 崔永超, 刘杰, 张晓波

2023 (3): 33-40.

摘要 ( 130 )

PDF(1757KB) ( 329 )

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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输氢海底管道强度设计准则研究

王猛, 梁光强

2023 (3): 41-47.

摘要 ( 67 )

PDF(1547KB) ( 104 )

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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复杂管路串油方案设计探析

董磊, 梁腾飞

2023 (3): 48-51.

摘要 ( 97 )

PDF(3136KB) ( 68 )

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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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

2023 (3): 52-56.

摘要 ( 57 )

PDF(1394KB) ( 72 )

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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海上升压站导管架电缆护管一体化吊装工艺研究

冯英磊

2023 (3): 57-64.

摘要 ( 80 )

PDF(11685KB) ( 78 )

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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海上平台外挂井槽设计和应用

史晓庆

2023 (3): 65-71.

摘要 ( 56 )

PDF(15058KB) ( 43 )

海上平台外挂井槽技术能够充分利用老平台钻机、修井机等设备资源，施工周期短，投资成本低，近年来在工程中得到了广泛应用。以PL9-3WHPB平台外挂井槽项目为例，详细介绍外挂井槽的位置方案比选、井口片设计，平台整体安全评估以及外挂井槽的安装维护，对外挂井槽中遇到的问题和解决方案进行分析总结，为类似挂井槽项目提供参考和思路。

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狭长内孔管体防腐结构浅析

许有良, 祁麟, 孟华, 黎志杰

2023 (3): 72-75.

摘要 ( 57 )

PDF(2722KB) ( 46 )

本文以某深海远程管道固体传输装置项目为基础，结合深海远程固体传输装置的管体结构、特点、制造工艺和工况，通过对管体内孔防腐结构的迭代研究，对不同结构之间耐蚀的优劣进行了详细的分析对比，为后续的深海管道及狭长内孔管体防腐结构设计提供解决方案。

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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

2023 (3): 76-82.

摘要 ( 95 )

PDF(1558KB) ( 94 )

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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海上风电导管架立式建造关键吊装技术

陈世伟

2023 (3): 83-89.

摘要 ( 53 )

PDF(11405KB) ( 65 )

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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水下压力温度一体变送器技术现状

韩云峰岳元龙魏娟左信孙瀚轩

2023 (3): 90-98.

摘要 ( 52 )

PDF(2290KB) ( 88 )

水下生产系统广泛用于海洋油气资源开发领域, 其长期运行于海底泥线位置。为保障生产安全运行、降低设备的结构复杂度和运维成本, 需要为水下生产设备配置高可靠性的水下温压变送器。目前, 国内尚未形成水下温压变送器设计及制造技术。从全面实现水下生产系统国产化, 以及站在技术制高点规划水下关键仪表的产业布局出发, 本文深入剖析了水下温压变送器技术现状。首先, 对水下温压变送器的工程背景和在水下生产系统的安装位置, 以及对水下生产系统的关键作用进行了研究, 并阐述了水下压力温度一体变送器的工作原理。其次, 分析了相关标准对水下温压变送器的功能与技术要求, 对比了国际主流产品的机械结构、部件材料、供电通信以及压力、温度变送器的精度、分辨率等技术参数。最后, 对水下温压变送器的技术难点、国际采购面临的问题、国产化紧迫性与必要性进行了总结和展望。

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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

2023 (3): 99-108.

摘要 ( 95 )

PDF(10473KB) ( 91 )

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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大平台单筒双井技术在渤海油田的应用

齐恒之

2023 (3): 109-112.

摘要 ( 70 )

PDF(5244KB) ( 64 )

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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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

2023 (3): 113-117.

摘要 ( 67 )

PDF(2903KB) ( 58 )

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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半潜式生产平台海洋环境监测系统安装与测试方案分析

贾创, 何骁勇, 黄俊, 王婷婷

2023 (3): 118-124.

摘要 ( 59 )

PDF(7169KB) ( 39 )

随着海洋油气资源开发向深海迈进，浮式生产设施的应用越来越广泛，为了在复杂的海洋环境条件中实现对生产设施的全方位监测，一体化海洋监测系统正被大多数浮式生产设施所采用，该系统能够实现对设施位置和姿态、结构应力、系泊系统等的监测，有利于及时探测平台结构状态、进行平台安全评估和预测平台响应及剩余寿命等。其中海洋环境监测系统作为其重要组成部分，能够对浮式设施周边海洋环境条件进行实时监测，从而为浮式设施的压载调节、系泊调节等提供数据支持。系统的安装和测试是实现系统功能正常运行的重要前提，本文通过对半潜式生产平台上的海洋环境监测系统应用条件、功能的详细分析，给出了硬件设备的布置、安装方案，以及软硬件的测试方案，对浮式生产设施海洋环境监测系统的安装与测试具有一定的借鉴意义。

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吸力基础贯入过程土塞隆起有限元分析

徐帆, 邓玉聪, 陈如木, 任广鲁, 卢佳琦

2023 (3): 125-131.

摘要 ( 59 )

PDF(1362KB) ( 83 )

吸力基础广泛应用于大型海洋工程结构物的安装固定。本文使用有限元分析软件Abaqus，基于耦合欧拉-拉格朗日方法（CEL）建立三维大变形有限元分析模型，对吸力基础安装贯入时土塞隆起过程进行了有限元数值模拟，将有限元模拟结果与理论计算进行综合分析，得到了土塞隆起及其削弱吸力基础极限承载力的机理。

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缓波型钢悬链立管静态构型多目标粒子群优化分析

贾鲁生, 韦家耀, 艾尚茂

2023 (3): 132-137.

摘要 ( 53 )

PDF(2110KB) ( 53 )

缓波型钢悬链立管造价低但设计参数多，寻找其最优设计构型使得受力最小十分必要。在立管水平跨度、悬浮段长度、浮子段长度和浮子段直径参数影响分析的基础上，通过全析因试验设计确定样本点，建立基于悬链线理论的缓波型钢悬链立管静态受力响应面模型，并采用多目标粒子群优化算法求解pareto最优解集，从而获得工程需要的最优方案。对比单目标优化，引入多目标粒子群优化算法能有效地降低悬挂点和触地点处的受力，且寻优能兼顾立管构型悬挂端及触地区受力最小化目标。

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基于显式算法的水下连接器密封圈碰撞分析

王伟, 李巍, 赵晓磊, 李楠, 张腾月

2023 (3): 138-143.

摘要 ( 51 )

PDF(4583KB) ( 28 )

文章介绍了水下连接器密封圈碰撞分析的意义和方法。在显式算法及有限元理论的基础上，研究出一套使用有限元分析软件ANSYS Workbench的Explicit Dynamics模块对水下连接器密封圈碰撞过程的分析计算方法。并具体介绍了分析过程中建立三维模型、设置材料属性、划分网格、设置边界条件和碰撞参数的方法。对分析计算结果进行了详细分析，得到了对接临界速度值，为卡箍式水下连接器对接速度的选择提供了理论依据。

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