海洋工程装备与技术

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王慧, 杜登轩, 刘海超, 喻国良, 张民曦

2024 (3): 1-9.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.01

摘要 ( 38 )

PDF(14824KB) ( 27 )

桩墩冲刷是海上风电、跨海大桥安全的最大威胁，如何降低冲刷深度是当下亟待解决的关键问题。安装在桩墩下部的环翼是弱化基础附近水流结构以减少冲刷深度的一种盘状结构。本文利用率定的三维水沙数值模型对带环翼的复合桩墩开展了局部冲刷数值试验，探讨了环翼的位置、厚度、宽度和来流的攻角对局部流场、床面切应力及减冲刷效果的影响。结果表明，环翼的位置、宽度、攻角对局部冲刷影响显著，而其厚度则对局部冲刷效果影响不明显。环翼宽度越大，攻角负值越大，其防冲刷效果越好；当环翼位于承台底边，宽度为1～1.5倍承台高度，环翼攻角为-45°时，其对复合桩墩的冲刷防护效果最好。该结论可为桩基冲刷防护设计提供参考。

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悬浮隧道锚索布置选型研究

汪金铎, 纪翀, 李欣, 张显涛

2024 (3): 10-17.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.02

摘要 ( 27 )

PDF(1894KB) ( 8 )

悬浮隧道是一种跨越深水域的新型交通结构。为确保悬浮隧道在波流荷载作用下的动态稳定性，需要合适的系泊系统。本文以锚索式悬浮隧道为研究对象，探讨不同锚索布置形式对悬浮隧道结构动力响应的影响。借助OrcaFlex软件建立有限元模型，计算了垂直和倾斜布置形式下的系泊系统刚度，探究了规则波和均匀流作用下隧道位移、加速度和锚索张力的变化规律。结果表明，倾角为45°、安装角为45°的倾斜锚索布置形式能够有效抑制隧道管体在垂直和水平方向上的运动响应，保证结构稳定性的同时有效防止锚索疲劳损伤，并且适用于不同长度的悬浮隧道。

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海上风电运维技术和运维策略特点分析

喻西崇1, 刘超1, 刘小燕1, 李志川2, 吴雨霏1, 李欧萍1

2024 (3): 18-21.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.03

摘要 ( 41 )

PDF(1382KB) ( 17 )

本文结合我国海上风电运维特点，分析了我国海上风电运维技术和装备的现状和发展趋势。以我国南海某近海风电场为研究场景，提出了海上风机系统振动监测方案、海上风机登乘方案、海上风机检修运维方案和海上风场巡检方案，对我国近海海上风电场运维具有指导意义。

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深水浅层气主动放喷模拟研究

张天玮1, 2, 庞照宇1、 2, 赵宇航3, 代晟辉3

2024 (3): 22-30.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.04

摘要 ( 20 )

PDF(9407KB) ( 3 )

浅层气地质灾害极易诱发浅层钻井事故，严重影响深水钻井作业安全。对于部分浅层气藏，通过钻导孔主动放喷浅层气，能够为深水经济、高效钻井提供保障。基于多相流表面跟踪技术和湍流模型，构建了深水浅层气主动放喷有限元数值模型。模型考虑了放喷通道尺寸、浅层气藏物性对放喷过程的影响，可以更准确地实现浅层气放喷全过程模拟。模拟结果表明：初始气藏压力由20.2MPa增加到20.8MPa，浅层气放喷效率由75.4%增加到84.9%。导孔尺寸由812″增加到1214″，浅层气释放程度由80.9%增加到90.7%。模拟结果与实际观测数据吻合程度较好，放喷时的最大逸散高度计算值误差为2.5%。研究成果为未来类似的深水钻井作业浅层气主动放喷工程提供了理论指导。

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霍尔锚在水中的落锚运动特性试验分析

孙永强, 李瑞斌, 王闻恺, 范联铭

2024 (3): 31-35.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.05

摘要 ( 19 )

PDF(2808KB) ( 4 )

锚在水中的阻力系数、平衡深度和平衡速度等沉降特性对于锚固力计算、船舶稳定性分析和着锚地管缆埋深设计等具有重要意义。本文围绕霍尔锚在水中自由下落时的拖曳阻力系数，通过理论分析和物理模型试验，提出了经验计算公式，结果显示阻力系数与锚质量和下落深度呈指数函数关系。不同航道对应的代表性船型的锚，其最小平衡下落深度大于航道水深，在航道内的触底速度必将小于平衡下落速度。

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国内首制工程船DP-3闭环电站系统设计

徐爱进, 许卫平, 韩旭雁

2024 (3): 36-41.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.06

摘要 ( 17 )

PDF(4502KB) ( 9 )

本文针对国内首制DP-3闭环电力系统的船舶设计要求，分析了推进器配置、电力负荷及单线图，结合DP动力能力校核，对上海打捞局新型深潜水工作母船进行了优化设计。然后，将本船“三机舱四DP分区”式闭环电站的整体结构及设备冗余分组，探讨了配电板双路供电设计及电网闭环运行时的保护设计。

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面向海洋风电桩基的三维增强成像技术

胡国峰, 窦奇玮

2024 (3): 42-48.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.07

摘要 ( 17 )

PDF(6247KB) ( 5 )

利用图像声呐检测海洋风电桩基是海上风电场健康运维的重要手段。针对三维图像声呐数据稀疏导致的成像粗糙与离散性显著问题，采用基于空间分布的去噪算法（statistical outlier removal, SOR）、泊松曲面重建等图像处理技术对Echo Scope声呐的三维成像进行优化。根据局部区域定义、统计信息计算、阈值选择检测去除异常点，通过空间网格划分和求解泊松方程提取等值面，对离散数据进行曲面重建，实现了水下桩基的精细化监测。试验结果表明，该技术可提升声呐对水下桩基成像的密度、平滑性，结合高程信息增强显示技术的融合使用，可区分视像歧义，显著改善成像效果。

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深水油气田水下控制模块出厂测试方案研究

张捷, 龙小品, 邓驰誉, 李晶, 孟志伟

2024 (3): 49-56.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.08

摘要 ( 20 )

PDF(854KB) ( 7 )

作为海上油气田水下生产系统的重要组成部分，水下控制模块制造成本高，设计复杂，维修难度大，一旦发生故障将会导致油气田停产。因此，在水下控制模块制造完成出厂之前，对其进行功能测试十分重要。目前，国内对水下控制模块的出厂验收测试研究较少。本文结合国内深水气田开发项目，对水下控制模块液压系统及电仪控制系统等出厂验收测试方案进行了深入研究，对未来国内深水油气田开发过程中的水下生产系统水下控制模块的设计及测试方案具有指导意义。

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水下压缩机增压技术的发展及适应性研究

孟尧, 侯广信, 刘维滨, 刘永飞

2024 (3): 57-62.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.09

摘要 ( 15 )

PDF(3494KB) ( 6 )

采用水下压缩机增压技术，能够有效降低水下采油树井口压力，从而增加目标气田的产量，达到更好的经济效益。因此，水下压缩机增压技术近年来也越来越受到国内外石油公司的重视和青睐。本文针对水下压缩机的发展情况进行了研究，并结合南海某项目对水下压缩机的技术路线和适应性进行了对比分析，以期为未来水下压缩机增压项目选择合适的技术路线，提供借鉴。

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单桩基础施工中步进式伸缩梁系统的设计及应用

郭小亮1, 张晓东2, 张铭明2, 唐勇2, 崔文涛1, 陈冲1

2024 (3): 63-68.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.10

摘要 ( 12 )

PDF(5101KB) ( 3 )

本文首先从现有单桩抱桩装备的抱桩系统中存在的问题出发，通过第一代步进式伸缩梁系统的设计，成功解决了推力油缸行程小的问题；其次，通过第二代步进式伸缩梁系统的设计，简化了第一代系统的构成，同时解决了推力油缸直接接触单桩的问题，从根本上解决了油缸可能损坏的问题，大大提升了系统可靠性；最后，将步进式伸缩梁系统成功应用在实际工程中，进一步验证了设计的可靠性。

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柔性海洋CTD传感器发展概述

李吉昊1, 林冠英2, 王暖升3, 李洋3, 李俊漾1

2024 (3): 69-77.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.11

摘要 ( 50 )

PDF(5779KB) ( 7 )

海洋水文信息对发展和海洋资源探测具有重大作用，温盐深是海洋水文的基本要素。在海洋资源开发与利用中，海洋温盐深数据信息监测具有重要意义。CTD传感器是海水温盐剖面观测的主要仪器，利用CTD传感器可实现对不同深度海水的温度和电导率等参数的测量。近年来，凭借其出色的可拉伸、易贴附等优点，柔性电子传感器既在一定程度上实现了传统刚性传感器的传感性能，又弥补了传统传感器体积、重量大等缺陷，展示出巨大的应用潜力。本文综述了近年来柔性海洋CTD传感器的研究进展，主要包括柔性传感器的工作机理与分类、常用材料、制作工艺，并对现有的柔性海洋CTD传感器的结构、性能和应用平台进行了分析。最后，展望了柔性海洋CTD传感器的发展。

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环氧树脂密封胶流变特性及水下密封模拟实验研究

刘阳, 孙诗语, 何榛林, 马荣太

2024 (3): 78-83.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.12

摘要 ( 21 )

PDF(5087KB) ( 5 )

为解决海洋石油工程中水下基础设施的完整性和安全性问题，本文应用流变学测试和室内模拟实验的方法，对环氧树脂密封胶材料特性及密封性能展开了研究。研究结果表明，环氧树脂密封胶及其组分固化前为假塑性流体，具有明显的剪切变稀特性，且温度对其性质具有显著影响。材料组分以3∶1配比制成的密封胶在4℃时具有高黏特性，基于Arrhenius关系，结合实验数据获得了黏度与温度的指数关系模型。其黏度随固化时间推移表现出显著增大的趋势，在完全固化前超过200 Pa·s。另一方面，水下模拟实验研究结果证实了该密封胶具有良好的黏结性能和承压强度，在150kPa环境压力下密封性能表现优异，可以作为浅水密封结构的注胶原料。本文为海洋石油工程水下密封提供了可靠的解决方案和生产作业的安全保障指导。

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基于CFD模拟的圆筒型FPSO OR-GREEN硫磺回收系统风浪影响特性研究

陈进福1, 宋成举2

2024 (3): 84-88.
DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.13

摘要 ( 18 )

PDF(3298KB) ( 4 )

随着近几年深海油气田的深入开发，含H2S油气越来越多。考虑生产人员的身体健康、环境保护以及设施防腐等方面的要求，处理H2S势在必行。相关系统和工艺在国内海上设施未有应用前例，可靠性和适应性有待验证，尤其是在晃动方向较随机的圆筒形FPSO中。在圆筒型FPSO中，首次应用OR-GREEN硫磺回收系统。在海上大风浪、FPSO晃动剧烈的情况下，OR-GREEN硫磺回收系统的油气处理反应器也会随之晃动，有可能造成反应器内的气液两相流偏流，影响反应与传质时间，进而影响天然气脱硫处理效果。本文用ANSYS Fluent软件模拟了风浪条件下反应器内的气液两相流。通过模拟，验证了设计的结构在一年一遇的风浪条件下，不会影响系统的正常运行，设计的OR-GREEN系统可以抵御一年一遇的风浪。

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