2022(03):1-7. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220301
摘要:对深海大兆瓦级浮式海上风电结构设计分析中的关键问题进行研究。浮式风电支撑结构采用美国国家可再生能源实验室(NREL)的OC3 Spar平台为基准模型。分别选用5 MW、6.7 MW和8 MW风机,采用比例因子设计法提出对应浮式支撑结构设计方案。考虑风荷载与波浪荷载联合作用,进行操作工况和极限工况下浮式支撑结构水动力分析及强度分析,分别得到支撑结构响应幅值算子(Response Amplitude Operator,RAO)和结构关键节点应力响应随风机功率变化规律。提出大兆瓦浮式风电结构应力消减方案,经过验证,改进后结构应力显著降低。
2022(03):8-16. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220302
摘要:针对浅水条件下系泊刚度过大、在极端海况下容易出现系泊线张力陡增的问题,采用数值计算方法,研究系泊线张力陡增成因,分析2种水深下系泊线躺底段长度变化对半潜式平台最大水平偏移和系泊线最大张力的影响,并考虑海床参数对系泊系统响应特征的影响。结果表明:在浅水系泊中,系泊刚度过大及强非线性是导致系泊线张力陡增的重要原因;增加系泊线躺底段长度、减小系泊线轴向刚度,可有效改变和优化系泊系统水平方向总刚度,减小系泊线张力陡增幅值。优化系泊线躺底段长度的方案可用于浮式平台的浅水系泊系统。
2022(03):17-21. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220303
摘要:为保证海洋平台在服役期间不影响周围海洋生物的生存,在海洋平台上设置气泡幕降噪系统。以海洋平台气泡幕降噪系统中的气泡发生管为研究对象,采用CFD软件STAR-CCM+计算气泡幕的体积分数,并分析气泡降噪的影响因素,包括喷孔数量、喷孔排列方式、孔径、通气量。结果表明,通气量对气泡幕体积分数的影响最大,排列方式次之,喷孔数量和孔径大小对气泡幕体积分数的影响较小。
2022(03):22-27. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220304
摘要:明确典型极地半潜式平台钻井立管结构的基本力学特征,采用海冰离散元软件分析慢、中、快冰速下不同水平刚度立管所受的冰载荷及海冰破碎特性。结合已有的柔性窄结构冰载荷模型,发现所研究模型在慢冰速和快冰速下适用于极地钻井立管,但冰速条件不一致。基于ANSYS软件对立管的抗冰性能进行数值模拟,结果表明立管的抗冰性能较差,需要采取抗冰措施。
2022(03):28-32. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220305
摘要:针对锚击等第三方威胁对双金属复合管产生外部冲击的问题,通过数值模拟仿真研究承受外部冲击载荷的双金属复合管的结构响应,分析不同落锚速度、冲击方向、管道运行状况、运行压力、锚质量对双金属复合管性能的影响。结果表明:管道凹陷损伤随落锚速度和锚质量的增加而增大,基衬分离程度随冲击方向呈现出不同的响应;垂直于管道轴线方向的冲击会造成最严重的损伤,但基衬分离程度最小;管道内压越大,管道的凹陷损伤越小,基衬分离程度越小;空管状况下管道受到的损伤最大,基衬分离程度最大。
2022(03):33-37. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220306
摘要:利用ANSYS有限元软件的流固耦合(Fluid-Structure Interaction,FSI)方法对计入弹性变性后水润滑轴承的承载力进行计算,并且与不计入弹性变形时的情况进行对比,具体分析在不同偏心率和转速条件下轴瓦弹性变形对轴承承载力的影响范围。在轴瓦材料弹性模量优先取值为1 000 MPa的情况下,当转速超过1 000 r/min、偏心率≥0.8时,弹性变形对轴承承载力的影响急剧增大。通过计算和对比分析得到的结果不仅为水润滑轴承承载性能的研究提供技术参考,而且为水润滑轴承轴瓦材料的选择和水润滑轴承的结构设计提供依据。
2022(03):38-41. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220307
摘要:由于边际油田产量低、依托设施远,采用常规导管架平台方式一直难以进行经济有效的开发。为解决这一问题,以南海北部湾某油田为目标油田,研究一种国内未曾应用的沉垫基础可移动自安装简易无人井口平台,采用数值模拟和规范校核方法对其进行总体方案研究、平台基础研究、升降系统装置选型、在位工况结构分析、拖航稳性分析和安装方案研究,分析该可移动自安装无人平台在南海北部湾的适应性,提供一种新型工程开发平台方案供工程开发方案选型参考。
2022(03):42-49. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220308
摘要:借鉴南海深水气田开发的成功实例,依据广东省天然气水合物(Natural Gas Hydrate,NGH)开发先导试验区建设计划,结合NGH采出气与常规天然气田采出气的差异性,对用于南海NGH产业化开发的2种“半海半陆式”开发工程方案进行适用性和经济性的分析与研究。通过方案比选,推荐采用“水下生产系统+半潜式生产平台+海底管道+陆地处理终端”的开发方案。在南海NGH小规模开发工程方案研究中,提出以LNG为主的小规模生产储运总体方案,液化工艺采用混合制冷剂技术。研究成果对于南海NGH产业化开发具有一定的参考价值。
2022(03):50-55. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220309
摘要:基于硬质海床特性研究动态稳定性分析原理和流程。采用静态稳定性分析方法对管缆稳定性进行初筛,对无法保持绝对稳定的管缆进行动态稳定性分析。使用有限元技术对脐带缆进行动态稳定性分析并对比分析结果。研究结果表明动态稳定性分析方法可精确分析管缆在海床上的位移和受力情况,适用于评估硬质海床等特殊土质条件下的管缆稳定性。同时针对硬质海床特性介绍工程中常用的管缆增稳措施。
2022(03):56-60. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220310
摘要:基于风险的检验(Risk-Based Inspection,RBI)方法针对不同的海洋工程装备进行风险评估,能够预防事故的发生,关键绩效指标(Key Performance Indicator,KPI)法能够为检测和监测计划提供可靠依据。二者对于评估海洋工程装备的事故风险和事故严重性后果具有十分重要的意义。对RBI方法和KPI进行介绍,并简要分析总结二者在海洋工程装备中的应用。
2022(03):61-65. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220311
摘要:在现有摆板式波浪能发电装置的基础上,提出一种新型密闭式自适应潮位摆板式波浪能发电装置,并在水池中进行物理模型试验。摆板在波浪作用下与主体之间产生相对运动,将波浪能转换为机械能,再利用发电机转换为电能输出。试验研究摆板形状、锚泊方式、入射浪向、摆板负载对装置发电功率的影响。试验结果表明:鹰式摆板俘获波浪能最优;张紧式锚泊方式更有利于波浪能的吸收;摆板正向迎浪布置较斜浪好;摆板的发电功率与负载大小存在最佳的匹配关系。摆板式波浪能发电装置各系统设计符合要求,能较好地俘获波浪能量。
2022(03):66-70. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220312
摘要:针对中国南海典型深水油气田开采,结合陵水17-2深水油气田开发工程项目,提出一种三立柱高效大型半潜式生产储卸油平台新船型概念,具有2万t上部组块有效载荷和2万m3原油储油功能。该三立柱深水半潜式生产储卸油平台与目前四立柱半潜式生产平台船型相比,减少1组立柱-浮箱-锚链,采用大跨度三角形桁架式轻型甲板设计和自主研发油水置换高效储油技术,有效载荷比显著提高,可以大幅降低平台建造与安装工程总成本,为南海深水油气田开发提供一种高效低成本的技术解决方案。
2022(03):71-75. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220313
摘要:对液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)水下低温输送系统提出概念设计,研究用于恶劣环境下带可分离式低温转塔系泊浮筒的LNG输送系统。该系统设计要求包括最小水深为45 m,最小LNG运输船(Liquefied Natural Gas Carrier,LNGC)连接有效波高为4 m,最小解脱有效波高为8 m。研究结果包括所有系统组成的概念设计,如可分离式低温转塔系泊浮筒、动态柔性低温立管、水下低温海管、低温滑环、水下低温阀门和所有相关船舶改造。该设计对于LNG输送系统形成可行性方案,可在工程中进行应用,对提升LNG输送有较好的可行性和经济性。
2022(03):76-81. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220314
摘要:海洋石油201船的首节托管架在长期服役过程中发生变形和损坏,中国海洋石油工程总公司(COOEC)新建首节托管架。新首节托管架结构设计更简单,构造更合理,没有复杂节点,便于加工设计。对实际铺管阶段原首节托管架出现的关键轴节点变形原因进行分析,对新旧首节托管架的结构形式、整体结构强度进行对比。分析结果表明:改造后新托管架的性能得到优化,提升海洋石油201船的整体铺设能力。
2022(03):82-87. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220315
摘要:针对锚系更换项目中柔性立管及锚系的海底湿存及安装过程柔性立管临时悬挂工作,采用有限元软件,考虑船舶运动响应、锚系分段及柔性立管的力学特征、波浪和海流的影响,进行百年一遇台风海况条件下的数值模拟分析。模拟分析论证柔性立管在锚系中的海底湿存及临时悬挂方案的可行性,确定柔性立管临时悬挂过程中的受力问题,并确定柔性立管悬挂索具长度和强度。模拟分析方法及结果可对海上锚系更换施工提供指导,对类似工程项目具有参考意义。
2022(03):88-94. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220316
摘要:研究喷码划线装置尺度优化设计方法有助于加快船用型材切割生产线自主可控的进程。对喷码划线装置组成和工作流程进行分析,总结5个量纲一致的设计变量,再通过参数归一化将设计变量降为4个。以其中1个设计变量为基准,绘制基于其余3个设计变量的性能图谱,经过数据对比获得喷码划线装置的粗略最优解,以此解为初始解代入遗传算法,获得喷码划线装置的精细最优解。此优化方法兼顾性能图谱法快速、直观、接近全局最优与遗传算法数据精度高的特点,可在有限的算力下获得全局最优解。经过对比,此优化方法的效率比直接使用遗传算法提高约70%,为喷码划线装置的国产化开发提供理论基础。
2022(03):95-99. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220317
摘要:以固定式导管架中心平台组块结构单重的统计数据出发,通过数值分析方法,给出2种组块结构中影响结构单重的因素,从杆件截面与承载能力对应关系、杆件应力水平和结构整体方案等3个方面对组块结构轻量化进行分析和论证,提出海洋平台组块结构重量优化的几种途径,推荐焊接H型钢截面及焊接结构钢管的尺寸选择范围供海洋平台设计者参考。
2022(03):100-105. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220318
摘要:为提高我国南海油气田平台设施远程控制程度和智能化水平,以降低季节台风对海上油气田生产的影响,避免不必要的停产或缩短停产的时间,提出台风遥控生产模式设计方案。以恩平油田群新建平台设施为研究对象,主要从台风遥控模式的工况界定、工艺处理控制流程、海底管道的油水置换、平台的供配电远程管理模式、仪表控制系统的智能化、海上与陆地远程通信保障等方面进行分析和研究,以构建南海油气田台风遥控模式的系统设计方案。研究内容对今后海上油气田设施提高台风应对能力、提升智能化生产管理水平具有一定的指导和参考意义。
2022(03):106-108. DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.03.20220319
摘要:总结自行研发的海洋平台倒伏井治理水下混凝土清理系统工作原理及技术特点,介绍海洋平台倒伏井治理水下混凝土清理系统在胜利埕岛油田的应用情况。采用该系统可保证工程进度,有效提高施工效率,并取得良好的经济效益。