海洋工程装备与技术

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主编致辞

周守为

2014 (1): 1-2.

摘要 ( 170 )

党的十八大提出了"提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国"的国家战略。开发海洋、经略海洋、走向深海是建设海洋强国的重要方向,维护国家海洋权益、做强海洋经济产业、开发利用海洋资源是建设海洋强国的必然要求,而海洋工程装备和技术是支撑和建设海洋强国的重要基础。海洋工程装备产业既是我国战略新兴产业的重要组成部分,也是高端装备制造业的重要发展方向,是我国抢占国际竞争制高点的重要领域。业内专家指

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典型张力腿平台整体结构强度分析方法研究

李阳, 时忠民, 谢彬, 谢文会

2014 (1): 3-13.

摘要 ( 477 )

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PDF(3686KB) ( 6141 )

重点针对一种典型张力腿平台(TLP)进行了整体结构强度分析研究, 以验证平台结构完整性设计的环境能够抵御恶劣海况的冲击.首先, 建立了一种典型张力腿平台的整体有限元模型, 平台主体结构按实际设计建立, 上甲板结构通过甲板及梁模型对应简化.通过对操作和极端条件下载荷分析, 得到平台危险波浪工况下载荷设计波参数.随后, 将波浪载荷映射到整体结构的有限元模型, 将张力腿上端位置建模简化为弹簧单元来反映包括旋转在内的6个自由度.最后, 通过结构有限元计算软件得到结构在各危险工况下的最大等效应力及应力分布趋势, 其中针对35个控制单元组, 得到对应每种单元组的波浪的浪向及相位.分析结果及张力腿平台整体结构强度分析方法可供其他海洋平台强度分析参考.

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海上大位移井固井顶替数值模拟研究

李昊, 王金堂, 孙宝江, 曹成章, 李春莉, 徐渴望

2014 (1): 14-20.

摘要 ( 270 )

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PDF(2591KB) ( 214 )

顶替效率及界面稳定性是海上大位移井固井顶替能否成功的关键因素.应用计算流体力学理论, 结合南海一口大位移井固井基础资料, 通过数值模拟得到了水泥浆流变性以及不同井眼情况对固井顶替效率的影响规律.计算结果表明: 增大水泥浆稠度系数, 顶替效率增加; 增大水泥浆流性系数, 顶替效率减小; 固井顶替效率随着屈服应力增加先增大后降低, 最终趋于稳定; 固井时水泥浆的流性指数不宜过高, n值应控制在0.6以内; 稠度系数应大于1.5 Pa·sⁿ, 不应超过3 Pa·sⁿ; 屈服应力在10~18 Pa的范围区间, 有利于水泥浆顶替钻井液.偏心度对界面稳定性影响很大, 建议将偏心度控制在0.5以内; 使用套管扶正器, 界面的稳定性明显改善, 优选出最佳刚性扶正器旋流角为60°; 套管屈曲对界面稳定性的影响显著, 使环空界面的顶替效率明显降低.

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海上钻井溢油预测与控制处理技术

田峥, 周建良, 蒋世全, 郝希宁, 周定照

2014 (1): 21-24.

摘要 ( 218 )

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PDF(1683KB) ( 187 )

随着世界海洋石油勘探开发由浅水向深海推进, 作业风险增加, 海上溢油事故发生频率增大.无论从造成的环境污染还是经济损失的角度, 溢油灾害值得高度重视.调研了国内外溢油监测和污油处理两方面的研究和应用现状: 一方面研究了国内监测技术, 从光谱和遥感监测原理及方法的角度研究了海上溢油监测方法等; 另一方面, 调研了溢油发生后处理技术.在全面调研国内外溢油处理技术后, 将其综合分类为机械,化学等方法进行了介绍.

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书讯

2014 (1): 24-79.

摘要 ( 111 )

《深水半潜式钻井平台关键技术研究》简介谢彬,杨建民主编上海交通大学出版社出版定价:150.00元本书是国家863计划课题"3 000m水深半潜式钻井平台关键技术研究"的研究成果汇编。该课题由中海石油研究中心牵头,联合国内知名高校、造船企业和研究所,采用产、学、研、用相结合的方式开展技术攻关,突破了36项关键技术,部分成果达到国际先进水平。本书集中反映了该课

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深水钻井井喷失控水下应急封井回收系统

李迅科, 殷志明, 刘健, 蒋世全, 周建良

2014 (1): 25-29.

摘要 ( 381 )

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PDF(1865KB) ( 185 )

离岸远,海况复杂的深水油气井井喷失控将会引起灾难性的事故.主要综述了国外深水发生井喷失控造成平台倾覆后的水下油井封井系统, 包括系统功能和组成.给出了7家公司(机构)研制的水下应急封井装置(封井器),结构形式及目前的部署情况.对下一步研究深水应急救援技术和建设应急水下油井封井回收系统给出了建议.

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集输-S型立管中空气-油两相流流型特征实验研究

李文升, 郭烈锦, 李乃良, 程兵, 姚海元

2014 (1): 30-34.

摘要 ( 206 )

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PDF(1677KB) ( 203 )

实验研究了集输-S型立管中空气-油两相流的流型特征.实验管路由119 m的水平段, 长14 m,倾角为-2°的下倾段, 高15.3 m,长24 m的S型立管段组成, 管道内径为50.8 mm.基于S型立管底部压力,立管顶部持液率两个信号来区分立管内的流型.实验中发现S型立管内存在第二类严重段塞流,过渡型严重段塞流和稳定流动三类流型, 其中稳定流动又包括泡状流,弹状流和环状流.与空气-水两相流不同, 并没有观察到第一类严重段塞流.第二类严重段塞流下立管顶部持液率呈方波状, 其概率密度函数(PDF)分布系以0与1为峰的双峰结构; 过渡型严重段塞流下立管顶部持液率针刺状, 其PDF分布基本系以0为峰的单峰结构; 稳定流动下顶部持液率波动平稳, 其PDF分布在0.3~0.8之间.

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非粘接动态柔性立管干涉研究

周巍伟, 沙勇, 曹静

2014 (1): 35-41.

摘要 ( 230 )

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PDF(3998KB) ( 180 )

非粘接动态柔性立管是深水海洋石油开发的重要设备, 具备安装简便,可靠性高,抗疲劳性能强等诸多优点.非粘接动态柔性立管由多层非粘结结构形式缠绕而成, 其截面刚度较低, 在波浪和海流作用下运动幅值较大, 因此柔性立管的构型和布置需要特殊研究, 以免在极端情况下发生立管之间,立管与锚链之间的碰撞干涉.针对应用于中国南海海域的柔性立管, 基于有限元法, 采用Huse尾涡模型开展了干涉研究, 并就柔性立管弯曲刚度,内部介质和拖曳力系数对干涉间距的敏感性做了分析, 得到了对海洋立管工程有参考意义的结论.

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大型FLNG装置上部模块混合制冷剂液化工艺的适应性评价分析

王清, 李玉星, 谢彬, 喻西崇

2014 (1): 42-49.

摘要 ( 329 )

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PDF(3351KB) ( 195 )

对于大型浮式液化石油气(FLNG)装置, 液化工艺是整套装置非常关键的技术之一.混合制冷剂液化工艺具有流程简单,设备少,效率高,功耗小等优点, 已广泛应用于陆上液化工厂, 且将用于海上FLNG装置.混合制冷剂可细分成不同的工艺, 不同的液化工艺具有不同的特点和适用范围.利用HYSYS软件对不同进料流量,甲烷组分比例和重组分比例下的三种混合制冷剂工艺进行了模拟, 对比了三种流程的能耗与设备特征, 分析了适用于不同液化能力浮式装置的工艺流程.结果表明: 在天然气进气流量为65000 m³/d的条件下, 丙烷预冷混合制冷剂循环(C₃MR)压缩机比功耗为0.3309, 双混合制冷剂循环(DMR)比功耗为0.2254, 单混合制冷剂循环(SMR)比功耗为0.2451; C₃MR流程关键设备数量最多, DMR次之, SMR设备最少; C₃MR所需的制冷剂量最大, SMR最小; 随着原料气中甲烷含量的变化, C₃MR比功耗的变化最大, DMR,SMR比功耗变化较小.

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浮式液化天然气液货围护系统的失效模式分析

刘婷婷, 阮诗伦, 尹江洲, 岳前进, 谢彬

2014 (1): 50-54.

摘要 ( 214 )

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PDF(2925KB) ( 200 )

针对浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)中液货围护系统因晃荡引起的结构安全问题, 以主流舱型GTT NO96薄膜型液舱围护系统为对象, 分别建立了围护系统截面整体和局部有限元模型.采用有限元数值仿真方法系统地分析了准静力加载下液货围护系统可能的失效模式, 得到了不同失效模式下的危险区域及对应的极限荷载, 为FLNG液舱围护系统结构安全设计提供参考.结果表明: 当前设计中的GTT NO96型液舱的主要失效模式是发生在次层木箱顶板与两层木箱加强挡板交叉点处的强度失效, 失效载荷为0.38 MPa.

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超大型储液舱内晃荡载荷实验研究

卫志军, 阮诗伦, 岳前进, 谢彬

2014 (1): 55-61.

摘要 ( 240 )

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PDF(4263KB) ( 319 )

超大型浮式液化天然气船薄膜型液舱内液体晃荡载荷是一个关键问题.采用实验方法研究纵荡,横荡和横摇下储舱内晃荡荷载的分布规律, 具体包括冲击载荷的时程分析,最大冲击荷载分布规律和其对应的危险载液率.在室内开展大比尺八边形模型液体晃荡实验, 采用阵列式布置压力传感器监测冲击压力的变化及其分布特性.实验结果表明: 60%~70%为最危险载液率, 液舱外形曲率突变的位置冲击压力较大.研究结果可为液舱结构加强设计及分析提供依据.

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深水隔水管疲劳监测方法初探

李保军, 邓欣, 申晓红, 黎昵, 何轲, 姜喆, 王海燕

2014 (1): 62-69.

摘要 ( 256 )

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深水隔水管是海洋油气钻探开发的关键构成, 也是最脆弱,最危险的部件.深水隔水管疲劳监测技术在预防隔水管事故方面具有不可或缺的作用.我国已踏上深水油气钻探开发的新征程, 迫切需要强大的隔水管监测技术作支撑.为此, 介绍了隔水管监测的目的和意义, 探讨了深水隔水管疲劳监测的相关方法, 特别对疲劳参数检测及其传输方法两个关键难题给予足够关注.随后介绍了我国的隔水管疲劳监测技术以及南海试验, 旨在为深水油气钻探开发的安全进行提供技术支持.

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新型游车大钩升沉补偿装置设计与运动分析

刘清友, 唐洋, 黄崇军, 黎伟

2014 (1): 70-75.

摘要 ( 257 )

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PDF(1377KB) ( 222 )

钻柱升沉补偿装置是海洋钻井设备的重要组成部分, 在钻井作业中, 可补偿平台的升沉运动, 在保证井底钻压稳定的同时, 保障了钻井效率以及钻头和钻杆的使用寿命, 提高钻井安全性.目前, 我国钻柱升沉补偿装置需要从国外进口, 且价格十分昂贵, 因此, 研发具有我国自主知识产权的海洋钻井平台升沉补偿装置势在必行.在国内外升沉补偿装置相关资料的基础上, 对现有钻柱升沉补偿装置的结构,工作原理及应用情况进行分析, 并结合现用游车大钩升沉补偿装置在使用过程各种升沉补偿方式的优缺点, 提出了新型升沉补偿装置的设计方案, 优选出齿轮齿条式作为升沉补偿装置的新型补偿方式.对新型的齿轮齿条式补偿装置进行运动分析, 为新型升沉补偿装置的结构设计和仿真分析提供参考.

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PVDF在大口径海洋管材密封层中的工艺探究

王卫锋, 刘栋杰, 裴整社, 曹静, 沙勇, 李丽玮

2014 (1): 76-79.

摘要 ( 211 )

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PDF(917KB) ( 141 )

分析了聚偏氟乙烯(PVDF)试制生产工艺流程和生产工艺控制要点, 探讨了挤出加工温度对管材性能的影响, 确定PVDF的加工工艺, 并对试制产品的性能进行了检测.检测结果表明, PVDF产品具有良好的机械性能和良好的热性能, 同时还具有良好抗蠕变性能和抗老化性能,极低的渗透性, 能够满足海底复合软管的使用要求.

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复合聚氨酯保温管道试制中常见缺陷和处理方法

蒋晓斌, 张晓灵, 吴文通, 孔瑞林, 杨加栋, 杜宝银

2014 (1): 80-83.

摘要 ( 214 )

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PDF(765KB) ( 95 )

复合聚氨酯保温管道的试制过程中易出现表面气泡,花纹,涂层厚度不匀,粘结性不好,中空玻璃微珠处理不当等缺陷.从聚氨酯保温原材料,成型模具,浇注设备,涂敷施工工艺等方面进行分析, 并提出相应的解决办法, 确保了保温产品的质量.同时完善了复合聚氨酯保温管道施工工艺流程, 掌握和优化了工艺参数.

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水下生产控制系统的电力载波通信综述

左信, 胡意茹, 王珏, 朱春丽, 田佳

2014 (1): 84-90.

摘要 ( 290 )

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PDF(1356KB) ( 247 )

目前水下生产系统已经成为开发海洋油气资源的主流模式, 其中水下生产控制系统是水下生产系统的关键组成部分.水下电力载波通信作为水下生产控制系统的主要通信方式之一, 其发展水平直接影响油气田开发的安全稳定和成本.首先介绍了水下复合电液控制系统中电力载波通信的基本原理, 总结了国际标准化技术委员会ISO/TC 67,智能井接口标准(IWIS)和水下仪器接口标准(SIIS)等组织对水下电力载波通信技术的促进作用.其次, 从传输速率,通信距离等技术指标的角度, 回顾了各水下项目中电力载波通信技术的发展历史.最后, 从脐带缆电缆特殊性,系统拓扑结构不确定性和水下增压设备电磁干扰等方面分析了水下环境为电力载波技术带来的特殊挑战.

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VPRM材料编码在海洋石油工程建造中的深化应用

黄太安, 宋峥嵘, 喻龙, 张小钢, 蒋小华, 王佳, 徐庚, 尹宝瑞

2014 (1): 91-94.

摘要 ( 298 )

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PDF(3901KB) ( 170 )

VANTAGE Project Resource Management (VPRM)材料编码规则设计合理,严谨, 能够保证"一物一码", 利用其编码的唯一性可以对海洋石油工程项目常用的大宗散料进行跟踪管理; 同时, 编码贯穿材料的加工设计,采办,出入库整个建造过程, 可以作为材料管理信息化的主线.重点介绍了VPRM材料编码及其在海洋石油工程项目配管材料管理中的应用实例, 为其他专业的材料管理提供了有益借鉴, 为海洋石油工程材料管理提供了新的思路.

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