准动态分析法在工程船舶锚泊定位系统设计中的应用研究

工程船舶在海上作业时都需配备定位系统,如何配置安全可靠、满足作业要求和具有市场竞争力的锚泊定位系统已成为探讨热点。通过对现行锚泊定位系统分析的几种基本方法的理论特点及应用特性比较,确定应用准动态方法对工程船进行锚泊定位分析的可行性,并阐述了准动态分析方法的基本理论及特点,与全动态分析方法进行了理论对比分析,从而进一步体现了准动态方法应用于工程船舶锚泊定位的合理性。以某工程船为例,分别应用准动态分析软件ARAINE及全动态分析软件DEEPC进行锚泊定位计算对比分析,论证了应用准动态方法分析工程作业船舶锚泊定位的优势及特点。从理论分析及实际应用角度充分证明了,应用准动态方法对工程船进行锚泊定位分析既保证工程精度要求,又可显著提高计算效率,具有明显优势。     

国内首艘管道挖沟动力定位工程船开工建造

正近日,由中国船舶及海洋工程设计院(MARIC)自主设计,中船黄埔文冲船舶有限公司承建的国内首艘管道挖沟动力定位工程船——"海洋石油295"号正式开工建造。该船是一型先进的全电力推进管道挖沟动力定位工程船,主要用于中国渤海及东海海域海底挖沟、     

犁式挖沟机后挖沟埋管对海底管道屈曲压溃压力影响分析

为了研究犁式挖沟机后挖沟埋管中各参数对悬跨段海底管道屈曲压溃压力的影响,采用Python语言对ABAQUS软件进行二次开发,以准静态的方式模拟悬跨段各参数对压溃压力的影响。分析结果显示,犁式挖沟机后挖沟埋管会导致悬跨段管道截面椭圆化。随着作业水深的不断增加,悬跨段托管架处管道局部由弹性变形进入塑性变形区,继而发生屈曲压溃现象。后挖沟深度和管道外径对临界压溃压力的影响较大,其他参数如距海床高度ΔH和等效重力g'的影响有限。建立了后挖沟埋管的海底管道屈曲压溃临界曲线,可为犁式挖沟机后挖沟埋管施工作业提供工程参考。     

跨航道海底管道的深挖沟保护

深挖沟填埋是对跨航道海底管道保护最常用也是最经济有效的方法。在制定深挖沟施工方案时需要重点考虑几个关键参数,包括土壤剪切强度、海底管道抗弯曲强度、挖沟机械设备的能力、挖沟回填的工程量等。挖沟后调查能够检测并及时反馈挖沟效果,是保证挖沟质量的关键。深挖沟后的沟槽回填是一项必不可少的工作。通过具体工程案例,分析了跨航道海底管道4 m深挖沟的影响因素,根据施工现场的实际情况制定了合理的挖沟方案,顺利完成跨航道海底管道的深挖沟掩埋工作。     

"海洋石油295"号管道挖沟动力定位工程船

正"海洋石油295"号是由中国船舶与海洋工程设计研究院(MARIC)完全自主开发设计,中船黄埔文冲船舶有限公司承制,为海洋石油工程股份有限公司精细打造的管道挖沟动力定位工程船。该船采用全电力推进系统,配备DP2级动力定位系统,可配置自行式挖沟机、浅水射流挖沟机和深水挖沟机等世界主流管道挖沟设备,主要用于中国渤海及东海海域海底管道挖沟、膨胀弯安装、清管试压、应急抢修、潜水作业、ROV支持、海底电缆敷设等作业。     

管道挖沟动力定位工程船结构设计

管道挖沟动力定位工程船是一艘集首部拖缆作业系统、尾部拖缆作业系统以及其他多项水下作业功能的海底施工作业船舶,为配合其作业功能,对诸多大型作业设备进行结构加强,并创新性地设计凹形首柱拖缆槽和导缆圆尾。通过计算分析,对横剖面进行优化,校核总纵强度以及校核主要设备加强结构的局部强度,对船体振动进行评估并采取一定的减振措施。     

西气东输香港支线铺管船铺管作业锚泊方案分析

铺管船在海上敷设海底管道是动态的并且非常复杂的过程,为了合理分析铺管船锚泊方案,基于Ansys-AQWA软件,考虑风载荷、流载荷、波浪载荷等因素,对铺管船与锚泊系统进行耦合时域分析,给出了针对多点定位系泊系统海洋工程船的分析流程,而且从铺管船锚泊移位系统的强度校核结果、各项运动最大位移、操作简便性等方面评析铺管船作业锚泊方案,得出较优方案指导实际工程。结果表明,本文采取的方法具有工程应用性,评析结果可以作为实际工程的参考。     

非常规海底管道后挖沟施工方法介绍

随着我国深入开发海洋油气资源,海底管道的数量日益增多,相应的后挖沟施工逐渐增多。国内各大海洋石油工程公司均具备常规海底管道后挖沟施工装备及能力,对于某些特殊海管的后挖沟施工则涉足较少。本文将主要介绍一种非常规海底管道后挖沟施工方法及风险控制。     

海底管道挖沟技术的改进

在浅海海底管道铺设施工中,海底管道线路周围复杂的地质情况,一直是困扰海底管道施工的一个难题。通过多年来在实际海底管道施工中的不断摸索、总结复杂地质条件下的挖沟及挖沟成型技术,形成了一些合理的改进方案。     

基于AutoPIPE的海底悬空管线挖沟埋设应力分析

基于AutoPIPE软件考虑管土作用机制,以施加密集V-stop模拟海床,并通过改变V-stop位置模拟挖沟过程,悬空管道在治理过程中的应力表明,一次挖沟成型与多次挖沟成型之后的管道应力相同,但多次挖沟成型过程中的应力峰值明显低于一次挖沟成型,而避免了悬空管道在挖沟过程中可能发生的屈服破坏;海底悬空管道挖沟埋设过程中随着挖沟深度和管道温差的增加,管道应力、屈服位移呈现增大趋势。     

一般状态下悬链线方程的应用

建立悬链线方程,分析悬链受力及方程的解法,结合实例运用悬链线方程计算锚链参数,完成工程船在具体海况下的锚泊设备选型。     

深海工程船锚泊仿真系统研究

为了实现工程船定位和控位快速模拟仿真,本文以45000DWT海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作不同的工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对工程船深海锚泊动态响应进行仿真分析,对仿真结果进行回归处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度、风浪流环境载荷变化的数学响应模型,再对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

深挖沟铺管技术在渤西南联网供气项目上的应用

海底管道的铺设有很多种挖沟方法,因海水深度,地质条件等情况的不同,采用的方法也不相同。渤西南联网供气项目为避免锚地的各类船只抛描破坏,保证海管的安全,海洋石油工程股份有限公司和天津俊昊海洋工程有限公司在海底管道铺设和后挖沟施工中进行合作,采用接触式潜水射流喷冲气举式挖沟机(此系专利设备),首次成功完成了国内海管埋深达到4米的深挖沟作业。通过这次深挖沟埋管的实施,证明这种新的工艺,可以应用到更多的海底管道深挖沟埋管工程中,也可以应用到海管穿越航道、锚地等类似的既要保护管道又要保证通航安全的管道施工工程中。     

驳船绞锚在海洋管道后挖沟工程中的作用

通过对海底管道后挖沟作业过程的深入剖析,总结出锚机与后挖沟机相互协调的指挥方法,阐明了驳船绞锚的操作要领和注意事项。针对不同的地质条件和设计要求,提出合理高效的绞锚方式,从而避免海底管道后挖沟过程中后挖沟机对已铺设管道的破坏,并保证海底管道后挖沟的沟形和速度。     

海底管道在位强度分析

海底管道是海上油气田生产设施的重要组成部分，是保证油气田正常运转的生命线。海底管道在位强度分析对研究其破坏机理及进行安全评估非常重要。基于DNV2000海底管道设计规范和相关文献，根据波浪流等环境参数、管道参数和海床土壤参数之间的关系，并结合相关理论知识，着重阐述了管道在位强度分析的计算原理。最后通过工程实例计算，完成了海底管道结构的在位强度分析及极限状态校核。     

新型深水非接触式海管后挖沟技术应用

为了对海底管道进行保护,通常需要对铺设的海管进行挖沟埋设处理。在东海某气田开发项目海管后挖沟工程中,上海打捞局国内首次使用了新型深水非接触式海管后挖沟技术。本文主要对本次工程的新型挖沟设备和施工工艺进行了介绍,并对此次海管挖沟工程进行了经验总结,为以后开展类似的挖沟业务及相关延伸业务提供参考和借鉴。     

基于AIS数据的抛锚撞击海管频率分析

针对船锚坠落撞击管道的频率问题,基于南海AIS数据对船舶的抛锚作业进行分析,利用DBSCAN算法对船舶抛锚位置进行识别和聚类分析,通过海域划分网格法分配不同集群对应的抛锚作业频率,采用蒙特-卡罗方法计算船舶锚泊对海底管道的碰撞概率,实现对船舶抛锚作业对海底管道碰撞频率的定量评估,建立船舶抛锚作业对海管碰撞频率的计算模型,结果表明,该模型能够基于不同区域的历史AIS数据,提供船舶在不同地点的抛锚频率,进而定量预测船舶抛锚作业对海底管道的碰撞频率,为海底管道的防护措施制定提供依据。     

陆丰7-2海底管道铺设敏感性分析

海底管道铺设过程的敏感性分析是海底管道安装设计的重要内容,通过海底管道铺设敏感性分析可以明确铺管作业的操作参数,为海上铺管作业提供支持,并有效识别铺管过程的潜在风险。采用铺管软件OFFPIPE建立海底管道铺设模型,对陆丰7-2海底管道铺设张力、水深和托管架角度等参数敏感性进行了分析,明确了蓝疆号铺管船的铺管作业参数,为安全可靠地铺设海底管道提供了技术支持。     

深海工程船锚泊仿真系统

为实现工程船定位和控位快速模拟仿真,以45000载重吨海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作的不同工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对该船的深海锚泊动态响应进行仿真分析。对仿真结果进行回归分析处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度和环境载荷(风、浪、流)之间的数学响应模型。对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

极浅水多体波浪能发电装置锚泊系统设计

采用三维势流理论对多体波浪能发电装置进行频域水动力计算,分析极浅水效应和多体间相互作用对单体发电装置的水动力性能的影响。利用Orcaflex软件建立多体波浪能发电装置数值模型,浮体间采用铰接进行连接,并利用弹簧单元模拟发电液压缸的弹性阻尼作用。为极浅水多体波浪能发电装置设计合理的锚泊方案,采用时域动态耦合方法进行分析,同时考虑极浅水效应、多体影响和二阶低频力,根据API规范对自存工况下的锚泊缆强度进行校核,并对确定选用的锚泊方案进行敏感性分析。通过对计算结果进行分析,发现在进行浅水多浮体锚泊设计时,低频波浪载荷、多体相互作用和海底摩擦不可忽视；对于极浅水的锚泊系统设计,Lazy wave 型锚泊形式优于传统悬链线式锚泊。上述研究工作为近海极浅水海域新型海洋能发电装置锚泊系统的设计提供了新的参考和思路。