海洋工程装备与技术

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1. 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

海洋工程装备与技术 2024, 11 (3): 69-77. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.11

摘要（394）

PDF（pc）（5779KB）（1385）

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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2. 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

海洋工程装备与技术 2024, 11 (3): 18-21. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.03

摘要（344）

PDF（pc）（1382KB）（80）

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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3. 水下螺旋轴流混输泵叶轮的结构设计与优化

刘羿伯1, 毕羽琴1, 马强2, 3, 肖华平1, 刘书海1

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 14-20. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.03

摘要（291）

PDF（pc）（2410KB）（125）

水下螺旋轴流混输泵作为水下增压技术的关键设备，广泛应用于海洋油气田开采中，如何进一步提升其增压性能受到研究人员的关注。本文采用正交试验设计与数值模拟相结合的方法，选取螺旋轴流泵叶轮的5个关键结构参数进行优化，以提高混输泵增压性能。利用Fluent软件、标准SST k-ω湍流模型，对叶轮轴径350mm的螺旋轴流泵单级压缩单元进行数值模拟，研究了叶轮的5个不同结构参数对增压性能的影响，并确定最优的参数组合。结果表明：在流量为500m3/h，转速为4500r/min的工况下，叶片数为3、叶片包角为130°、叶片厚度为6mm、入口安放角和出口安放角为6°的压缩单元增压效果最好，增压达到2.02MPa，相较于初始结构增压提升22%。最后，在不同工况下对优化后的叶轮三级混输泵进行数值模拟，并预测增压效果。研究结果对水下螺旋轴流混输泵的设计及优化提供了理论参考依据。

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4. 六边形漂浮式光伏平台系泊系统设计与分析

孙嘉阳, 崔宇涛, 任铁, 王益厚

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 29-35. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.05

摘要（287）

PDF（pc）（9090KB）（333）

作为业内公认的最有潜力的技术发展方向，漂浮式光伏平台具有应用场景广泛、环境污染小等优点，其发展对于海上光能的开发利用具有重要的意义。然而，我国对漂浮式光伏平台的研究起步较晚，目前仍处在实证阶段。作为漂浮式光伏平台的定位系统，系泊系统能够保证其在极端海况下的稳定作业。分析系泊系统的设计选型具有重要的研究价值。本文针对我国海域的某漂浮式光伏平台，比较分析散射式系泊和分组式系泊两种形式，探究在极端海况下，不同系泊形式光伏平台的运动响应特性及系泊缆张力特性。研究成果可以为光伏平台系泊系统的合理选型及设计提供参考。

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5. 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

海洋工程装备与技术 2024, 11 (3): 78-83. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.12

摘要（231）

PDF（pc）（5087KB）（31）

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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6. 国内浮式风电动态电缆发展概况及设计综述

林泽寅, 汪伊冰, 李东升

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 41-46. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.07

摘要（220）

PDF（pc）（2023KB）（670）

近年来，全球海上风电发展迅速，随着近海资源逐渐稀缺，海上风电逐渐走向深远海。为了适应漂浮式风电机组的动态特性，浮式平台必须配套使用动态电缆。这是一种位置与受力状态时刻变化的，传输电力与通信控制信号的综合电缆，能够承受风、浪、流等多种自然环境的联合作用，保证电力及监测信号的有效传输。相较于国外产业，国内的动态电缆行业发展起步较晚，工作环境恶劣，缺乏相关技术。这些都是制约动态电缆行业前进的绊脚石。本文详细介绍浮式风机动态电缆的基本原理、发展现状、关键技术及面临的困境，总结最新的行业信息和技术，为国内动态电缆的发展提供助力。

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7. 海况对无人船直航循迹精度与控制耗能的影响研究

雍久钦1, 2, 薛镇涛1, 2, 陈俐1, 2

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 103-109. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.16

摘要（214）

PDF（pc）（2226KB）（570）

海况适应性对无人船实海域航行至关重要。为了揭示海况对无人船循迹性能的影响，以基于基准海况调校PID循迹控制的无人船为研究对象，建立三自由度动力学模型；在传统循迹精度评价的基础上，设计涵盖螺旋桨推进与舵机调节的控制耗能评价指标。以直航循迹为典型场景，仿真不同浪级干扰对无人船循迹精度与控制耗能的影响。结果表明，在高海况下，横向误差均方根较基准海况最大增加188倍，达158.207m，控制耗能增加3倍，评价指标达46.916kWh。量化直航循迹精度与控制耗能随浪级变化的规律，为无人船设计与控制提供参考。

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8. 悬浮隧道锚索布置选型研究

汪金铎, 纪翀, 李欣, 张显涛

海洋工程装备与技术 2024, 11 (3): 10-17. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.02

摘要（206）

PDF（pc）（1894KB）（282）

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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9. 新型海上风电超重单桩基础气囊助浮施工工艺

张健翔, 宋云峰, 逯鹏

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 117-124. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.18

摘要（203）

PDF（pc）（9251KB）（27）

随着海上风电机组大兆瓦趋势不断增强，海上风电基础重量和尺寸也随之增加。成本最低、应用最为广泛的单桩基础，从2015年的500~700t（4MW），发展到如今的3000t（16MW），甚至未来会出现5000t的超重单桩基础。在传统的海上风电单桩基础施工工艺中，海上风电浮吊装备已经无法满足施工吊重要求。在此背景下，本文研发出气囊助浮技术。因其成本低、操作简便、可减少吊机负荷的优势，成为未来超重单桩（3000~5000t级）的潜在解决方案。本文详细探讨气囊助浮技术的理论基础、工艺设计及其优势，介绍了其在海上风电单桩基础施工中的应用及前景。研究表明，气囊助浮技术在提高施工效率、降低成本和减少环境影响方面具有显著优势，能够达到“小船干大活”的效果，未来在海上风电领域具有广阔的应用前景。

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10. 探究S420超高强钢在深水导管架的应用风险及管控措施

王火平, 伦玉国, 王德洋, 肖望穗, 彭怡锦

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 47-52. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.08

摘要（201）

PDF（pc）（2510KB）（21）

流花11-1导管架是目前亚洲最深的深水导管架。与浅水导管架相比，流花11-1导管架存在着设计风险高、建造周期长、钢材生产工艺高、焊接困难等特点。本文综合分析了流花11-1导管架的风险管理，从设计风险到建造周期影响，从钢材焊接工艺到具体施焊，全面分析和评估了主要风险并采取了有效的风险控制措施，成功运用项目风险管理经验，保证了项目的质量、成本和进度，也为以后同类深水导管架项目管控提供了指导和参考。

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11. 水下储存装备应用场景探究

蔡文娟, 曹鹏伟, 赵明, 周琦

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 125-130. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.19

摘要（199）

PDF（pc）（4331KB）（205）

水下储存装备是基于油水置换技术的一种独立的存储单元，提供海上多样化介质存储，是海上能源开发和利用的重要装备。分析了未来水下储存装备可能的5种应用场景，包括浅海边际油田开发、水下储能技术、水下甲醇和液氨储存技术、水下LCO2储存技术和海底化学药剂储存和注入技术等。在浅海边际油田，采用综合处理平台、水下储油装备与穿梭油轮相结合的模式，提高成本适应性和储存量定制灵活性；为海上风电平台提供水下储能技术（水下压缩空气储能与水下储氢），保证外输电的稳定性，减轻平台上部空间存储局限性；海上风电也可转化为甲醇和液氨，采用水下存储方案，省去平台存储单元，降低总体投资；在水下安装LCO2存储装备代替回注平台存储，可提高LCO2储存效率和环境适应性；采用海底化学药剂储存和注入技术，可显著提升化学药剂系统的安全性、成本效益和注入精确性。

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12. 水下化学药剂注入计量阀标定装置研制及性能测试

蒋东雷1, 马晓伟2, 3, 曾春珉1, 李丰清3, 李文拓1, 张晓东3, 贾均才1

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 8-13. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.02

摘要（198）

PDF（pc）（5181KB）（58）

化学药剂如甲醇、乙二醇等可以防止水下生产系统内水合物的形成及结蜡、结垢等，对于流动保障具有重要作用。水下化学药剂注入计量阀（CIMV) 用于控制和计量注入水下生产系统的各类化学药剂，帮助达到按需精准注入及降本增效的目的。CIMV与常规流量计的结构和测量原理有显著不同，需要进行严格的标定才能确保测量精度符合设计要求。本文基于CIMV产品特点，介绍了国内首套CIMV标定装置的设计、建造，以及如何利用该装置进行自研CIMV测量算法模型的研究。在该装置上验证了CIMV测量精度，结果可达到±3%F.S.。本文的各项工作为CIMV国产化提供了良好借鉴。

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13. 膨胀压缩机转子总成国产化改造与应用

李久成

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 36-40. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.06

摘要（197）

PDF（pc）（5386KB）（9）

天然气膨胀压缩机是天然气终端膨胀制冷工艺的关键设备，对天然气副产品回收率起到至关重要的作用。现各天然气处理终端均使用进口的膨胀压缩机组。进口机组投入大，后期的维修和备件成本高。渤海油气田某陆岸终端对已经使用多年且故障频发的2台进口膨胀压缩机（120万方/天）进行了转子总成国产化改造。国产化改造主要包括膨胀端叶轮、压缩端叶轮、主轴、轴承、隔板轴封、连接键等附属部件。首次实现渤海地区天然气陆岸终端进口膨胀压缩机转子总成国产化，机组备件不依赖进口，完全国内自主研发生产；供货渠道畅通，能够在最短的时间内采购到所需检修备件；掌控技术核心参数，缩短维修周期，节约了后期的各项检修时间及成本。对比结果表明，国产化机组零件现场应用效果良好，机组连续运行78840h无异常，远超进口零部件的使用寿命，为天然气膨胀制冷类似项目提供了国产化借鉴。

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14. 基于深海多目标搜寻任务的AUV路径规划方法研究

徐春晖1, 2, 周仕昊1, 2, 4, 祁彧1, 2, 方田1, 2, 3, 杨士霖1, 2, 3

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 95-102. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.15

摘要（184）

PDF（pc）（4652KB）（222）

自主水下机器人(AUV)可以在深海海域进行资源勘査、目标搜寻等任务。在海上现场通常面临需要快速响应任务布署，进行AUV搜寻测绘任务的路径规划。本文在AUV多疑似目标点位搜寻任务中提出了一种先聚类后搜寻的AUV多目标搜寻方法，将大范围待测海域内的多个目标点进行K-means聚类,形成多个待测区域，减少对非目标区的搜寻，确保AUV携带有限能源下更高的搜寻效率；在多个待测区域内执行梳状路径方案，形成多区域内的AUV搜寻路径。开发了基于Tkinter的AUV多目标聚类搜寻软件，通过可视化交互工具实现本文所提方法，解决人工规划费时、易出错等问题，提高AUV布署效率。最后，对比不同聚类个数之间AUV路径的长短，确定本文方法的可行性及应用价值。

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15. 双船浮托法风机安装系统的多体耦合动力学分析

张宁博1, 安晨1, 赵天奉1, 高松林1, 倪浩乘1, 周振宇2

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 58-66. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.10

摘要（181）

PDF（pc）（7736KB）（23）

为了应对双船浮托安装风机时由于船舶运动导致的关键部件振动及应力问题，本文提出了一种针对风机安装过程中载荷转移的刚柔耦合多体动力学分析方法。通过建立双船浮托安装风机的刚柔耦合多体动力学模型，考虑了关键部件的弹性变形及其对系统整体的影响，对风机和基础的安装对接过程进行了动态分析。计算了不同工况下风机及关键部件的加速度和应力曲线，获得了动应力结果并研究了振动特性。研究表明，双船运动周期的变化会显著影响风机应力曲线的变化规律。这一研究为双船浮托安装风机系统的结构设计提供了理论基础，有助于提高安装过程的稳定性和安全性。

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16. 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

海洋工程装备与技术 2024, 11 (3): 36-41. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.06

摘要（179）

PDF（pc）（4502KB）（129）

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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17. 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

海洋工程装备与技术 2024, 11 (3): 31-35. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.05

摘要（176）

PDF（pc）（2808KB）（34）

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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18. 基于专利分析的中国吸力式桶型基础技术发展研究

马天驰1, 郑媛2, 牛国旭3, 曹洺赫4

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 21-28. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.04

摘要（175）

PDF（pc）（4204KB）（29）

为了填补中国吸力式桶型基础技术专利分析的空白，本文基于相关的专利数据，通过专利文献计量的方法，分析了专利技术的整体发展趋势、专利类型与有效性、技术发展阶段、地域分布、创新主体以及热点领域。分析结果表明：我国吸力式桶型基础的专利技术正处于快速增长阶段，有效专利占比保持较高水平，发明专利占比接近六成，专利申请地区主要集中于沿海各经济发达区域，地域发展以从北向南发展为整体趋势，热点技术领域高度集中。未来我国专利技术发展应注重提高专利质量，均衡地区间发展，完善“产学研”协同发展，扩展技术应用领域，提高技术领域布局合理性。

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19. 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

海洋工程装备与技术 2024, 11 (3): 57-62. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.03.09

摘要（173）

PDF（pc）（3494KB）（107）

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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20. 基于LSTM重构环境特征的异常值检测

周雷1, 苏馨2, 张崎2, 黄一2

海洋工程装备与技术 2024, 11 (4): 1-7. DOI: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.01

摘要（172）

PDF（pc）（5649KB）（157）

随着环境监测技术的发展，准确识别数据中的异常值成为一个重要挑战。本研究提出了一种结合长短时记忆网络（LSTM）和随机森林模型的方法，用于预测和重构环境特征数据，进而实现对异常值的有效监测。首先，使用LSTM模型对环境特征如风速、风向等进行时间序列预测，然后以这些预测结果作为输入，应用随机森林模型对轴力进行预测。研究表明，通过对特征的重构，相较于直接的异常值监测方法，可以显著提高轴力预测的准确性。重构特征后数据的R2值、MAE（平均绝对误差）和RMSE（均方根误差）均优于原始特征数据。特别是R2值，由0.921提升至0.956，证明了模型在数据拟合上的显著提升。

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