深水大型起重铺管船S型铺管系统研究

本文以深水大型起重铺管船S型铺管系统为研究对象,简要阐述张紧器、托管架、A&R绞车等主要铺管设备的用途及工作原理,并结合SEMAC1号起重铺管船铺管作业实际流程,将S型铺管系统典型作业流程归纳为四个阶段,即坡口处理、辅线加工、主线加工和移船铺管,并展开介绍S型铺管系统完整铺管作业流程。     

J型铺管船法铺管强度影响因素研究

建立了J型铺管船体与系泊系统/管道的计算模型,并对铺管船体及系泊系统/管道进行了完全时域耦合数值模拟,分析了在不同安装预张力、不同方向波浪入射下管道的受力及强度,给实际铺管作业提供了技术参考。     

J型铺设系统施工工艺研究

J型铺设法被认为是最适用于深水和超深水管线铺设的方法。文中针对16 000 t深水半潜式起重铺管平台所采用的铺管形式及J型铺设系统的结构布置特点,将J型铺设工艺分为管线初始铺设、正常J型铺设周期和管线终止铺设三个部分。管线初始铺设包括初始准备、管线初始端PLET的安装及连接PLET与起始桩;正常铺设周期是指在平台甲板上进行管线装载开始直至管线从J型塔下放入水的一系列工艺流程;管线终止铺设包括收弃管作业过程。系统研究各部分的工艺流程,提出了适合目标平台所配备的J型铺设系统的铺管程序,为今后J型铺设系统的研究及实际铺设工程作业提供参考。     

J型铺管船动力定位性能研究

本文对J型铺管船的静、动态动力定位性能开展研究,得到风速包络线和推力使用率,确定了铺管船能够抵抗的极限载荷,以及在作业工况下推力使用情况。在时域中对动力定位的J型铺管船进行了运动模拟,确定了船舶的定位精度,并对铺管作业对定位能力的影响展开研究,研究了以不同角度进行管道铺设时对推力使用率的影响,在时域中研究并比较分析了进行铺管作业船舶的动力定位精度。本文明确了船舶在铺设管线时的动力定位能力,为工程实践提供参考。     

深水钢悬链立管J型铺设研究

J型铺管法具有先天的深水适应性,已广泛应用于深海水域的管道铺设作业,而我国对深水管道J型铺设的研究仍处于起步阶段。本文以作为深水开发首选立管形式的钢悬链立管为研究对象,应用Orcaflex软件对立管J型铺设过程做动态分析,校核内容包括最大弯曲应力、最大等效应力及有效张力。将铺管过程分3个阶段进行立管J型铺设强度分析,得到立管受力最大铺设阶段。针对受力最大阶段,进行立管作业窗口分析,得到满足立管使用条件的环境参数。本文所开展的深水钢悬链立管J型铺设研究对推进我国深水铺管技术的发展具有实际工程意义。     

深水半潜式起重船J-Lay系统布置研究

为适应多功能作业需求,大型深水半潜式起重船往往配备J型铺管系统。由于起重船吊机占有很大甲板面积和重量,J型铺管系统的布置对结构强度、船舶稳性等都有较大影响。通过对国际上已有深水半潜式起重船J-lay系统的布置方案进行对比分析,提出了深水半潜式起重船J-Lay系统布置的优选方案。     

先进深水S型铺管船及其深海开发应用前景分析

铺管船作为管道铺设的重要海洋工程装备,其性能是深海铺管的关键。针对当前国内外深海铺管船发展,从铺管方式和船体性能两方面进行了分析归纳,对深海管道S型铺设的特点及关键设备进行了分析,讨论了S型铺管船在深海应用的发展趋势。     

铺管船定位作业时的建模与分析

建立了J型半潜式铺管起重船非线性船舶运动数学模型和环境模型。采用自然悬链线法得到管道对船舶的近似动态水平作用力模型,给出了随着船体运动管道受到的作用力和管道形状的变化。针对铺管作业时张紧器和管道间的恒张力问题设计了控制器,控制器限制了船舶的运动和管道作用力的变化率,从而使管道和张紧器之间不会出现滑动,保证了铺管作业的安全性。     

振华重工完成国内首台深海J型铺管设备样机试制

正近日,振华重工完成国内首台深海J型铺管设备样机试制。该样机的问世,成功填补国内空白,打破欧美垄断,基本实现了我国自主知识产权的J型海底管线铺设系统的研究、设计和制造,满足了我国深海油气资源开发尤其是南海油气开发需求,形成了深海油气装备整套出口的能力,提升了我国装备制造业在国际深水油气开发领域的综合竞争力。J型铺管法主要用于深海区域的     

深水S型铺管作业中托管架多参数优化

合理地调整托管架滚轴位置,可以保证深水S型铺管作业安全,提高铺设效率。基于集中质量法理论,考虑海床、海流的影响,建立深水S型铺管的三维管线数值模型,用Newton-Raphson法展开,对离散型托管架模型进行静力迭代求解。在静力求解基础上,以管线最大弯矩最小为目标函数,用进化差分算法对离散型托管架的滚轴高度和每段托管架的角度等众多参数进行优化。通过算例验证了优化方法的有效性。优化后的弯矩可比原设计减小10.9%。     

深水钢悬链立管J型铺设时域动力分析

针对深水钢悬链立管的J型铺设作业的时域动力响应特性,先利用悬链线理论对其进行静力分析,基于动力控制方程,以集中质量法求解得到系统刚度矩阵,考虑船体运动、波流载荷以及管土作用,根据广义α理论将时间离散后积分求解,建立数值求解迭代步骤,得到立管受力分析结果。以3 000 m水深钢悬链立管J型铺设为例,使用Orca Flex软件进行计算分析,结果表明:(1)触地点的冯米塞斯应力和弯曲应力最大,立管顶端的有效张力最大;(2)铺管船的性能影响立管铺设,对触地点冯米塞斯应力和弯曲应力以及顶端有效张力的时域分析表明,其幅值变化范围较窄,铺设系统稳定;(3)校核API规范,各项数据满足铺设要求,可以为工程实际提供参考。     

铺管船改造门架系统结构强度分析

针对铺管船改造项目中S型铺管方式中船尾门架结构强度问题,根据吊重作业和航行状态下不同的受力情况,依照《钢质海船入级规范》《船舶与海上设施起重设备规范》中的相关内容,采用MSC.PATRAN和NAS-TRAN软件建立整个门架结构模型,并进行强度校核分析.结果表明:计算结果均满足规范中许用应力的衡准要求,门架结构强度满足要...     

铺管船作业安全性的评估方法

参考采用锚泊移位系统铺管船的实际作业情况,利用Ansys-AQWA软件评估不同海况、不同布锚方式下铺管船作业的安全性,得出风流系数的计算公式,利用Fortran语言和批处理语句实现大量工况的自动计算和结果后处理.以一例布锚方式为例说明整套流程的实用性以及高效性,表明该流程可显著提高铺管船作业安全性评估的工作效率.     

深海J型铺设双层管动力响应影响分析

双层管结构是深海油气输运最为有效的方式之一。本文建立深海J型铺设双层管整体力学模型，充分考虑内外管耦合连接以及外管与海床土的动力相互作用，通过对比验证数值模型的有效性；在深海环境随机波浪、海流和铺管船运动共同作用下进行J型铺设双层管整体动力响应分析，得到双层管外管和内管的动力响应特性，进一步探究扶正器刚度、外管和内管径厚比对双层管受力与变形响应的影响。结果表明：扶正器刚度的增大导致外管与内管张力响应幅值比值显著增大，外管和内管径厚比对相应张力、弯矩、应力和应变响应幅值的比值也有较大影响。分析结果可为深海J型铺设双层管设计与施工提供理论依据。     

深水S型铺管的管道形态与内力计算程序开发

深水海底管线的铺设主要采用S型铺管的方式，在铺管船船尾设有托管架以支撑和保护管道，并控制管道入水的角度，保证管道安全。依托某深水铺管船项目，根据S型管道的特点，将其分为上弯段、中间段和下弯段三部分进行力学分析；利用MATLAB软件编写程序，计算不同铺设工况下的管道形态和内力，以OFFPIPE的计算结果为参照，验证本程序的可靠性和准确性。针对在实际铺管过程中并不能保证管道与每个托辊都接触的问题，在程序中设定指定托辊不接触的情况。计算结果表明，该工况下管道在后一个托辊处将受到较大弯矩作用，可能引起失效，应引起关注。     

铺管船运动补偿系统的设计与研究

为了减少铺管船在风浪中的升沉运动对托管架、缆绳以及铺管作业效率的影响,可在铺管船上建立一个运动补偿系统。文章以铺管船FORTUNA为研究对象,对该系统进行了方案设计,介绍了该系统的结构组成和工作原理,并用MOSES软件建立模型,进行频域和时域分析,分析涵盖了各个不同铺管半径的作业工况。分析结果表明,这套运动补偿系统的设计合理,且技术上可行。     

深水铺管船铺管区通风系统设计

以某在建深水(3 000 m)铺管船为例,分析各铺管作业区域的工作环境条件。根据工作区域的设备布置和工序操作,设计不同的通风系统气流组织方案并给出具体技术措施,以期改善铺管作业人员的工作环境。研究成果可为类似铺管船通风系统的设计提供一定参考。     

深水铺管船铺管区通风系统设计

以某在建深水(3000 m)铺管船为例,分析各铺管作业区域的工作环境条件.根据工作区域的设备布置和工序操作,设计不同的通风系统气流组织方案并给出具体技术措施,以期改善铺管作业人员的工作环境.研究成果可为类似铺管船通风系统的设计提供一定参考.     

深水海底管道S型起始铺设中海管的完整性评估

以中国南海荔湾深水气田开发项目为依托,以具备动力定位的HYSY201作为铺管船,开展深水海底管道S型起始铺设过程中海管的结构完整性评估。采用海管、铺管船、起始缆、起始端PLET和辅助浮筒系统耦合动态分析方法,通过合理设计托管架半径、海管离去角、海管铺设张力以及作业气候窗,使得在整个起始铺设和正常铺设过程中,海管的Von Mises应力、结构应变以及局部屈曲均满足设计及规范要求。     

基于管道极限承载能力分析的深水S型铺管托管架基本设计研究

S型铺管托管架是铺管系统中的重要装备,起到支撑管道和引导管道入水的作用。其基本设计流程是一个复杂的循环过程,涉及铺管船推进力、张紧器张力、待铺设管道的尺寸和铺设水深等诸多参数的平衡和优选。本文基于下弯段管道在弯曲、拉伸和外压综合荷载作用下的极限承载能力分析,求解了铺管船推进力和张紧器拉力,并以此为边界条件推导了托管架长度的参数公式。以2500米水深铺设12英寸管道为例计算了所需的托管架曲率半径和设计长度,该计算方法可为S型铺管船托管架的基本设计提供参考。