海洋工程装备与技术

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1. 海上风机单桩基础沉桩施工作业要点概述

樊长辉

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 1-7.

摘要（176）

PDF（pc）（6154KB）（516）

海上风机单桩基础沉桩作业需要多种船舶机械设备与工装吊梁索具等, 只有选择符合要求的船机设备与工机具, 才可保证施工目标的顺利完成。为了遴选符合的船机设备及工机具, 对比国内外单桩施工的不同, 以某项目单桩沉桩为背景, 具体分析主浮吊船的选择考虑要点与液压桩锤的可打性; 并通过对稳桩平台的校核分析及单桩沉桩其他施工作业要点的说明, 给出了国内海上风机单桩沉桩施工船机设备及工机具选择的考虑要点, 及相关校核分析方法。本文可为海上风电场单桩基础沉桩施工船机选择、稳桩平台设计校核、施工组织及方案编制提供参考。

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2. 海上风电制氢关键技术及突围路径

高畅, 李红涛

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 89-94.

摘要（153）

PDF（pc）（2904KB）（511）

海洋可再生能源非常丰富，但能量难以储存。利用海上可再生能源发电制备绿氢，可为绿色能源的储存提供全新的思路。本文主要对海上风电制氢关键技术进行了分析，重点对海上水电解制氢技术、海上氢能储运技术、海上制储氢装备设计以及海上制储氢方案4个方面进行了详细论述，并对国内海上风电制氢关键技术进行了对比与总结，在此基础上提出了相关对策和建议，为我国海上风电制氢技术与装备的创新发展提供参考。

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3. 某大型集装箱船舵杆与舵柄连接方式研究

金彩, 吴金星, 刘金花

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 30-36.

摘要（146）

PDF（pc）（5690KB）（182）

船舶建造正趋于向大型化发展, 大型船舶的配套的舵柄体量也随之增大, 采购成本及其施工难度也会相应增加。目前, 船舶舵柄与舵杆多采用无键油压和有键干压两种连接方式。本文分析研究舵柄与舵杆的连接方式,获得满足要求、便于施工、零件轻量化的最优连接方式, 具有重要工程意义; 结合船级社规范要求, 以某大型集装箱船为例, 在舵柄与舵杆的无键油压、有键干压两种传统的安装方式基础上, 提出有键油压的第三种连接方式; 将三种连接方式对比, 并采用有限元方法进行强度校核, 得出压入力、压入量、材料屈服强度等方面的结论, 从而获得满足实船要求、便于船厂施工、舵柄轻量化的最优连接方式。

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4. 海上浮式风电装备关键技术工程探索与实践

李红涛, 杨林林, 曲晓奇, 孙涛

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 79-88.

摘要（142）

PDF（pc）（12983KB）（116）

海上浮式风电装备已经逐步成为深远海新能源开发的热点。但浮式风电商业化开发仍面临一系列技术难点和挑战。本文系统梳理了海上浮式风电装备设计分析关键技术，从总体性能分析、结构整体强度、系泊系统设计、疲劳强度分析、稳性校核、动态电缆设计6个方面提出了解决思路和分析方法，结合国内浮式风电平台的实际工程案例，给出有益结论和建议，对我国浮式风电装备开发进行了很好的工程探索和实践，以期为我国漂浮式风电技术的发展壮大提供有益参考。

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5. 船舶压载水处理技术研究背景、进展与面临的挑战

张卫东, 杜彬, 曲慧芳, 李涛

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 1-.

摘要（136）

PDF（pc）（3948KB）（130）

船舶压载水是外来生物入侵的主要途径之一，被认为是当前海洋环境所面临的四大威胁之一。为解决该问题而制定的压载水公约规定了压载水处理的标准，已于2019年9月6日正式生效。本文回顾了压载水处理技术研究的背景与社会需求，分析了不同压载水处理技术的特点，介绍了学术界关于压载水处理技术研究的最新成果，以及产业界在压载水处理系统研发方面的努力，讨论了压载水处理在标准、经济、技术、检测和法律等不同层面面临的挑战。

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6. 投弃式温盐深测量仪发展概述

杜立彬, 崔永超, 刘杰, 张晓波

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 33-40.

摘要（129）

PDF（pc）（1757KB）（327）

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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7. 基于动态刚度模型的聚酯缆力学性能研究

康庄, 隋海波, 黄俊, 艾尚茂

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 140-144.

摘要（121）

PDF（pc）（6034KB）（213）

采用聚酯缆作为系泊材料的张紧式系泊形式克服了锚链的自重大的缺点，为浮体提供了更好的系泊性能，在深水系泊领域备受关注。聚酯缆的非线性力学性能明显，其非线性本构关系使得该材料的张力响应预测难度增大，因此精确模拟该关系具有重要意义。本文基于绝对节点坐标法，在轴向大拉伸的情况下，结合8股编织结构的聚酯缆的动态刚度模型，开展聚酯缆张力响应精确计算与分析，并与近似算法进行对比。研究结果表明，采用精确算法得到的聚酯缆轴向张力高于近似算法，聚酯缆的非线性本构关系使其呈现“越拉越刚”的现象，近似计算可能会使得张力预测失真。因此，在计算使用聚酯缆材料的系泊系统的张力响应时，采用精确的动态刚度计算模型是十分有必要的。

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8.

大型海上换流站运输及浮托安装数值分析和风险研究

熊根, 梁富胜, 李欣, 孙震洲, 许鑫, 田新亮,

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 1-12.

摘要（120）

PDF（pc）（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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9. 深水钢悬链线立管波致疲劳预报时频方法对比

黄俊, 康, 张岩松, 艾尚茂

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 112-118.

摘要（108）

PDF（pc）（5975KB）（152）

波致疲劳损伤是深水钢悬链线立管（SCR）疲劳损伤的重要组成部分。分别采用时域和频域的方法对中国南海海域风暴海况引起的SCR波致疲劳损伤进行了预报，分析了时域方法和频域方法得到的平台运动响应和立管动力响应的差异，对疲劳损伤风险位置及损伤极值等预报结果进行了对比，结果表明：时域方法与频域方法计算耗时差距巨大，采用频域方法得到的损伤风险位置滞后，且与时域方法相比，对立管的波致疲劳损伤进行了放大，在数量级上保持一致。通过上述结果分析，评估两种方法在深水钢悬链线立管波致疲劳预报中的适用性。

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10. 深水柔性管垂直铺设系统技术现状及发展趋势

陈晓东, 孙锟, 张西伟, 彭勇, 杨盛, 刘文

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 22-29.

摘要（98）

PDF（pc）（3941KB）（268）

柔性管是深水油气田开发的重要水下设施, 其铺设作业是海洋油气田建设的关键环节。垂直铺设是一种高速、高效的深水柔性管铺设技术, 已经在国内外深水油气田开发工程中得到广泛应用。对比两种典型的水下柔性管铺设方式———水平铺设和垂直铺设, 分析了垂直铺设在深水柔性管铺设中的优势。总结垂直铺设系统的分类及系统构成、结构与布局特点、设计建造厂商情况, 在此基础上展望了垂直铺设系统未来的发展趋势以及国产化建议, 以期为我国自主发展深水柔性管垂直铺设系统装备提供有益参考。

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11. 离散型海洋油气装备制造业的数字化和智能化转型探究

贺辰, 罗超, 刘世聪, 亢冬春, 王亮

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 106-111.

摘要（96）

PDF（pc）（4845KB）（128）

本文首先阐述了在信息技术领域应用数字化技术和智能化技术对制造业的影响，详细介绍了智能制造相关的前沿技术，并对最新的行业现状进行简要分析。然后，结合当前海洋石油工程行业中的装备建造独有的特点进行深度刨析，阐明了离散型装备制造这一特点给海洋石油工程带来的痛点。最终，针对离散型制造的实际情况，结合多年积累的现场实际，通过三维模型设计、智能机器人等多维度关键技术对数字化和智能化转型进行探究。

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12. 水下井口轻型修井作业技术及设备发展概述

汪迪, 黄聪聪, 常双利

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 126-130.

摘要（95）

PDF（pc）（2963KB）（542）

随着海上油气资源开发规模不断扩大，国内海洋油气田或将大规模采用水下井口生产模式，而国内还未有与之配套的水下修井装备和技术。本文对比了国际上现行主流的两种修井作业技术，着重介绍了两种轻型修井作业系统及其优缺点，对国外现有的水下修井装备发展和作业情况进行了分析。最后归纳总结了国内相关技术的发展差距和应对策略。

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13.

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

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 99-108.

摘要（95）

PDF（pc）（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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14. 复杂管路串油方案设计探析

董磊, 梁腾飞

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 48-51.

摘要（95）

PDF（pc）（3136KB）（64）

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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15. 波浪补偿技术在深海采矿工程中的研究与应用

余德泉, 季建刚, 夏魁, 夏海红, 黄田忠, 陶俊

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 131-139.

摘要（94）

PDF（pc）（16741KB）（73）

阐述了波浪补偿技术研究在深海采矿工程中的重要意义，开展了波浪补偿装置总体方案、工作原理和工作流程研究，保证输矿立管在作业过程中可以获得支持力和补偿力，相对海底保持静止位置稳定工作，并通过仿真分析方法研究波浪补偿系统的动态综合性能，归纳采矿船船舶振动周期、负载大小、液压管路流阻、摩擦力等因素对补偿效果的影响规律，同时分析限速安全技术，研究限速安全阀的功能原理、结构组成、试验方案，通过装船应用验证了安全保障效果，最终形成了深海采矿波浪补偿技术较为全面的研究成果。

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16.

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

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 76-82.

摘要（92）

PDF（pc）（1558KB）（92）

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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17. 国家海底观测网十米浮标平台系统研究与应用

李清, 陆海, 韩睿, 王建军

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 119-125.

摘要（90）

PDF（pc）（3430KB）（261）

国家海底科学观测网是经发改委批准的重大科技基础设施建设项目，旨在全方位、多领域的立体观测海洋。与业务化运行的浮标网不同，海底科学观测网对浮标平台在数据采集和控制系统、水声通信、系统的防护和国产仪器实验平台等方面提出了新的更高的要求。针对这些科学目标的工程实现，探讨对现有浮标的改进和功能增删以满足整个海底观测网的需求。

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18.

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

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 13-23.

摘要（87）

PDF（pc）（11950KB）（50）

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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19. 海上浮式风力机动力响应分析与数值仿真关键技术研究

曲晓奇, 李红涛, 唐广银, 杜海越, 杨林林

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 72-78.

摘要（86）

PDF（pc）（8230KB）（543）

随着海上浮式风电技术的发展，我国大功率漂浮式海上风力机组开始走向工程示范应用。由于风机厂商对上部风机结构参数的保密，针对实际工程项目中的漂浮式风力机进行数值仿真分析具有诸多挑战和难度。本文以实际工程项目为例，研究漂浮式海上风力机在数值仿真过程中的关键技术。通过建立等效推力模型等手段，实现工程样机的数值建模并进行典型工况的动力响应分析。基于本文的研究成果可以有效解决实际工程项目中浮式风力机数值模型建立的难点，对促进我国风电产业技术发展，加速我国海上风电商业化进程具有重要意义。

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20. 深水半潜式生产平台立柱储油结构设计及应用

刘小燕, 冯加果, 李达

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 8-13.

摘要（86）

PDF（pc）（5185KB）（439）

目前, 行业内仍缺少将凝析油储存到半潜式平台船体中的经验和实践案例。本文给出了立柱中储存凝析油时深水半潜式平台船体结构的设计方案。第一, 立柱凝析油舱周围需要采用双层舱壁(隔离舱) , 隔离舱舱壁之间采用板相连; 第二, 凝析油舱设计压头优化降低了20 m, 比同高度的压载舱仍增大了10 m; 第三, 凝析油舱内设置了上下各空出2 m 的非水密连续舱壁, 经过总体结构强度和疲劳分析, 该舱壁方案可行; 第四, 在立柱底部、压载舱、凝析油舱底部多考虑2 mm 腐蚀裕量。本研究可为今后类似设计提供参考。

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