深水铺管船技术研究

海底管道在海洋石油天然气的运输方面起到越来越重要的作用,但随着铺管海域水深的增加,对海底管道的铺设方法和主要铺设工具——铺管船也提出了更高的要求.文章介绍了目前普遍使用的几种深水铺管船的船型特点及铺管方法,并以ABS规范为基准,详细说明了深水铺管船入级在总体、结构、舾装等方面应达到的各项要求.     

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。     

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。     

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。     

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。     

DLV2000新一代铺管船设计

随着深海石油、天然气油气勘探和生产活动的日益频繁,对油气运输用的海底管道的需求增长,新一代3000米水深S形铺管法（S-lay）铺管船有着广阔的市场需求。     

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。     

深水海底管道铺设托管架模型试验研究

针对深水铺管船的托管架,运用半实物仿真试验系统进行了研究,设计了比尺为1:20的室内托管架模型试验,运用研发的运动台模拟铺管船运动,通过半实物仿真试验,测试和分析了深水S型托管架在铺设过程中的关键力学行为。     

基于柔性管线的Flex-Lay铺管船的发展

Flex-Lay铺管船是柔性管线铺设平台，通过分析全球Flex-Lay铺管船发展现状，Flex-Lay铺管船正向专业化和多功能化方向发展，为我国Flex-Lay铺管船发展提供借鉴。     

大型起重铺管船船型开发

文章对开发新一代5 000 t起重铺管船的总体设计进行研究,总结了起重铺管船新的发展趋势,提出一种新的平衡稳性、快速性和耐波性的船体多吃水变船宽的设计思路,为进一步提高单船体起重铺管船的总体性能以及拓展单船体的应用范围提供方向,并对其他海工船型的开发也提供一定的参考依据。     

海洋工程装备关键技术和支撑技术分析

针对主要海洋工程装备,特别是深水海洋工程装备,从技术研究的角度,阐述了自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船、张力腿平台、立柱式平台、浮式生产储卸油装置、海洋工程作业船、海洋工程辅助船等关键技术的技术特征及技术研究内容,以及动力定位系统、深水锚系泊系统等支撑技术的技术特征及技术研究内容。     

深水铺管起重船驾驶模拟系统设计与实现

基于实时仿真软件Vega Prime和仪表仿真软件GL Studio开发深水铺管起重船驾驶模拟系统,通过分析深水铺管起重船驾驶特点,对驾驶模拟系统进行了总体及分系统功能设计,建立了风浪中船舶运动数学模型,逼真模拟深水铺管起重船驾控设备仪表和航行环境,实现了船舶驾驶模拟训练功能,达到了深水铺管起重船驾驶人员的桌面级驾驶培训要求。     

Dynamic loading history and collapse analysis of the pipe during deepwater S-lay operation

In the deepwater S-lay operations depending on the required stinger radius and rollers configuration, relatively large plastic deformation is induced when the pipe passes over the stinger, under the combined loadings of bending, axial tension, roller reaction force and the pipelay vessel motion. The resulting plastic deformation does not vanish after the pipe leaves the stinger. It accumulates until the pipe reaches the seabed. The inherited residual deformation might reduce the collapse capacity of the pipe under the external pressure loading. The present paper investigates the dynamic loading history of the pipe during the S-lay operation based on a test-verified finite element model, and then calculates the residual plastic deformation of the pipe cross-section after the pipe reaches the seabed. Finally, the nonlinear collapse analysis is implemented based on the modified RIKS method to evaluate the capacity of the installation-induced deformed pipe. The results confirm that the deepwater S-lay operation will lead to obvious plastic deformation of the pipe, which decreases the pipe collapse capacity to some extent.     

深水起重铺管船A&R绞车系统设计研究

基于对深水起重铺管船作业系统设备的设计及应用研究,重点阐述AR绞车的系统组成、结构特点、设计选型及控制系统原理。通过详细分析系统中的牵引绞车、储缆绞车、导向滑轮、补偿装置及PLC控制系统,提出一整套设计思路与方法,解决工程师在系统设计中遇到的诸多问题。     

深水铺管船A&R绞车设计研究

以振华重工600 t深海AR绞车的研发为例,介绍深水铺管船收放绞车的设计方案,分析设计中的难点和关键点,为该类型更大载荷的绞车设计提供参考。     

大型起重铺管船稳性特点与船型设计

半潜起重铺管船是一种技术形态复杂的海洋工程船舶,随着世界各国对海洋油气资源的开发利用而日益受到重视。文章介绍了大型起重铺管船在稳性方面的特点,并分析了其对船型和主尺度选择的影响,希望能对同类船的研究提供参考。     

A review of deepwater pipeline construction in the U.S. Gulf of Mexico–Contracts,cost, and installation methods

The offshore pipeline network in the U.S. Gulf of Mexico is the largest and most transparent system in the world. A review of deepwater projects in the region provides insight into construction cost and installation methods and the evolution of contract strategies. Pipeline projects are identified as export systems, infield flowline systems, and combined export and infield systems, and three dozen deepwater pipeline installations from 1980–2014 are described based on OTC/SPE industry publications and press release data. Export lines and infield flowlines are equally represented and many projects used a combination of J-lay, S-lay and reel methods with rigid steel, flexible line, and pipe-in-pipe systems. The average 2014 inflation-adjusted cost for pipeline projects based on OTC/SPE publications was $2.76 million/mi and ranged from $520 000/mi to $12.94 million/mi. High cost pipelines tend to be short segments or specialized pipeline. Excluding the two cost endpoints, the majority of projects ranged from $1 to $6 million/mi. The average inflation-adjusted cost to install deepwater pipelines in the U.S. Gulf of Mexico based on available public data is estimated at $3.1 million/mi.     

《特种用途船舶安全规则2008》对起重/铺管船设计新要求分析

起重/铺管船因船上搭载众多施工人员而引用《特种用途船安全规则》,2008年海安会第84次会议通过了《特种用途船安全规则2008》以取代A.534(13)版《特种用途船安全规则》。叙述了新老规则的差异,并通过某起重船的实例计算分析,比较了两者之间的异同点,提出了起重/铺管船按新规则设计时应关注的重点。