深拖母船水动力特性研究

针对水线面大开口深拖母船水动力性能问题,以船中具有大开口的深拖母船为原型进行数值模拟,计算分析相同主尺度的有开口船型和无开口船型的水动力系数,根据各系数在不同波浪周期下的变化规律,得出水线面大开口对船体水动力性能的影响,计算并对比分析不同开口形状及开口位置条件下的船舶时域运动响应。分析结果为保障水下拖体正常收放作业以及母船开口设计提供了参考依据。     

水线面大开口深拖母船的阻力性能研究

采用CFD方法对某一深拖母船的阻力性能进行分析比较,计算一组航速下深拖母船的阻力,比较不同开口方式的阻力性能,分析其流场和压力分布,研究其阻力增加的原因,并探索减小阻力的方法。计算方法及所得出的结论可以为母船的设计以及开口船舶的阻力性能研究提供参考。     

二级深拖系统的回转运动特性

相对于一级深拖系统,二级深拖系统具有良好升沉补偿功能,并且较易对拖体进行定深或定高控制。在实际工作中,母船经常需要根据探测情进行回转机动。为了研究母船回转过程中拖体运动规律和拖缆构形的变化情况,采用凝集质量法建立了二级深拖系统的数学模型,计算分析了母船不同回转参数下拖体运动状态的变化规律,得到了拖缆的瞬态和稳态构形图。仿真结果表明,在360°稳态回转和360°单圈回转条件下,母船回转半径、拖曳速度均对一级拖体和二级拖体的深度变化以及稳态特性有显著影响。母船小半径大速度回转时,两级拖体的回转半径和深度变化较大,应予以特别关注。     

基于有限元法的海底管道埋深计算

基于有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA分析应急抛锚贯入海床的动态响应过程,并分析不同锚重、水深、抛锚高度、海底底质等因素对锚在海床中贯入量的影响,最终确定锚机影响作用下管道的最佳安全埋深。     

深海拖曳系统自稳定二级拖体姿态控制研究

二级深拖系统具有可控性强、母船扰动弱等优点,是重要的海洋探测平台。在实际工作中,二级拖体姿态稳定是保证探测数据准确的基本前提。本文以具有自主调节功能的二级拖体为例,对其姿态控制进行研究。首先建立了二级拖缆的“弹簧——阻尼”模型,并在此基础上建立了二级深拖系统的数学模型。其次根据该系统具有非线性、时变性等特点,设计了具有参数自修正功能的模糊自适应PID控制器,以实现在不同工况下对二级拖体的姿态进行控制。仿真结果表明,未加载控制器时,海况变化对拖体姿态有显著影响,其俯仰角和横滚角均会发生大范围波动。加载模糊自适应PID控制器后,拖体通过自主调节,能够使姿态波动控制在较小范围,从而满足工作要求,验证了拖缆数学模型的正确性和所采用的控制方法的可行性。     

深水钻井的“人工海底”技术开发和中国南海预试验井的实施

介绍了中海油田服务股份有限公司在中国南海进行的预试井活动,讨论了将用于深水油山钻井作业的人工海底新技术.深水钻井市场在最近10年中处于不断扩张的过程,目前世界上用于深水和超深水钻采作业的钻井船和甲台数目不足.中国目前也需要更多的设备用于深水海洋的钻采作业.中海油田服务股份有限公司目前拥有的一些半潜式钻井平台可以在水深浅于475m的水深中进行作业.自从2004年以来,中海油田服务股份有限公司与挪威公司合作,进行人工海底技术的研究和改进,这种技术发展的目标是,利用较浅水作业的钻井平台,进行水深1 000～1 500 m的油气田的钻井作业.介绍了该种技术研究和改进的过程,相关装备的生产和更新.2008年6月,在中国南海的500m水域应用人工海底技术进行了预试验井的作业.2009年,中海油田服务股份有限公司将在中国南海的同一海域进行另一次更深入的实际钻井作业.     

施工船舶抛锚作业对海底管道的影响研究

抛锚作业可能会撞击海底管道,这是一种偶然发生的事件,海底管线因碰撞而发生损坏是其面临的主要安全威胁。但是这对于该管道的安全运行造成了一定的破坏与影响。文章中分析了抛锚作业撞击海底管道后所采取的相关措施,以及抛锚作业撞击海底管道的机率,为进一步探讨提高探究海底管道在偶然发生时所带来的影响。     

拖航系统偏荡情况的仿真研究

为研究被拖船装载情况对拖航系统偏荡程度的影响,根据分离型建模思想,建立了拖船--拖缆--被拖船的拖航系统数学模型,分析了拖航系统在航行时受力的情况,并利用MATLAB仿真软件,仿真了拖航系统的运动情况,仿真结果表明:拖航速度、拖缆长度、被拖船的载况和浮态等拖航系统自身状态会影响拖航系统的偏荡幅度,同时影响拖缆张力的变化;浅水效应会在一定程度上减小拖航系统的偏荡幅度;风舷角为120°的来风对拖航系统偏荡最明显;斜流时,拖航系统会产生"单偏"现象.这些仿真研究对驾驶员的实际工作有一定的指导价值.     

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。     

Research on the pipeline walking caused by cyclic increasing soil friction for free deep-sea submarine pipelines laid on even seabed

Pipelines are important to offshore oil and gas development, but suffers from the pipeline walking phenomenon due to cyclic temperature variations—where large axial walking distances threaten the safety of pipeline systems. Current research indicates that pipeline walking is triggered by steel catenary riser (SCR) tension, seabed slopes, or thermal transients. This paper proposes a new driving mechanism for the pipeline walking phenomenon, involving cyclic hardening soil strength. The finite element analysis method was adopted to analyse the soil friction difference induced walking phenomenon, and the influence of key parameters on the gain in soil friction on walking distance was studied. Pipeline walking distances under different drainage conditions in the heating and cooling processes were also calculated, and the impact of the degree of drainage in the heating process was determined. To better understand the new pipeline walking mechanism, theoretical analysis of the walking behaviour under different cyclic soil friction conditions was carried out. Analytical solutions for estimating the pipeline walking distance were also provided, based on the simplified theoretical analysis.     

深海水体微生物原位富集方法研究

本文主要研究一种新型深海微生物培养工具,提出采用低功耗微控制器、机电执行器、传感器等实现微生物长期原位富集的作业方法,明确在深海高背压的环境下,确保培养系统长期稳定工作的动作时序,给出采集水质监测数据和回收微生物富集样本的方案。湖上试验表明,样机工作稳定可靠,微生物富集效果明显,具有工程应用价值。     

深海载人潜水器耐压球壳设计特性分析

回顾了国内外深海载人潜水器载人球壳的设计现状,对国际上6 000米级载人球壳的特征进行了分析比较,并采用塑性分析方法对不同内径的钛合金载人球壳给出了设计厚度和重量特性,分别探讨了安全系数、球壳内径、体积密度、球壳重量等设计因素.     

舰船尾迹多维信息抗干扰智能搜索方法研究

传统舰船尾迹搜索方法在多维信息处理上,由于算法计算因素单一,无法对多维信息内无效数据做准确筛选运算,导致舰船尾迹图像搜索运算受到无效数据干扰源影响,出现搜索映射率低、误差大的问题。针对此问题,提出舰船尾迹多维信息抗干扰智能搜索方法研究。首先,通过对多维信息内舰船尾迹图像进行锁定。其次,引入多尺度特征融合算法对尾迹图像内干扰源进行滤除处理,接着,引入空间特征匹配算法对处理后的尾迹图像做搜索特征匹配计算,完成智能搜索过程。最后,通过对比实验证明,提出的舰船尾迹多维信息抗干扰智能搜索方法,能够有效解决传统搜索方法存在的映射率低、误差大的问题。     

深海沉积物取样器的楔形密封方式研究

楔形块密封属于接触式静密封范畴,其原理是在楔形块上施加一定的压力,使得楔形块和取样筒接触面在深海取样过程中产生闭合的密封环带,阻止介质流出,从而达到密封和保压的要求.本文通过理论计算和数值仿真的方法开展了楔形块结构优化和密封环带的仿真分析.结果表明:优化的密封结构密封效果较好,可以保持样品的原位压力并有效地阻止样品泄漏;该结构比传统的密封结构具有更好的保压能力,是一种能够适应全海深沉积物取样的新型密封结构.     

深海潜水器载人舱腐蚀损伤识别方法研究

深海潜水器载人舱是海洋深潜结构物的重要组成部分,保障着工作人员的安全,所以掌握该结构在长期使用过程中的健康安全状况非常必要。本文首先对4500m深海潜水器载人舱6个监测点进行加速度监测,得到其加速度的结点能量;再通过广义回归神经网络和概率神经网络对这些加速度结点能量进行训练;最后用训练好的神经网络进行预测。研究结果表明,对深海潜水器载人舱结构损伤位置的预测正确率可以达到90%左右,可以达到健康监测的目的。     

深水钻井船波浪载荷研究及总强度分析

深海钻井船作为一种兼具试采、储存和油气处理能力的高端海洋工程装备,可在中国南海等多区域进行作业工作。但是深海区域海洋环境条件恶劣,油气资源开发难度高,针对深海钻井船这一特殊船型,利用挪威船级社（DNV）SESAM软件进行波浪载荷研究,并结合相关规范进行有限元强度分析,结果符合设计要求,可为今后相关船型设计提供依据,具有一定的工程意义。     

The real-time display algorithm of objects in seabed

Three-dimension electronic chart display information system (ECDIS) is one of the new developing directions of electronic navigation chart, and its real-time quality is one of the important requirements. In this paper the algorithm of simplifying triangle surface using edge contraction, which can ensure the real-time display of objects in seabed environment, was put forward. The optimum contraction point was determined by the Lagrange matrix, so that the algorithm ensures that the contraction point locates on the original model, meanwhile meets the demands of least deviation. This algorithm can improve the plotting speed, and preserve the boundary character by using the fewer triangles to simulate objects.     

海床式静力触探设备在海上工程勘察中的应用

以港珠澳大桥岛隧工程地质勘察工作中成功应用海床式静力触探设备进行孔压静力触探试验为实例,分析总结海床式静力触探设备在海上工程勘察中的优点,并为其在水运行业中的推广应用提供参考。     

复杂地形下平台水弹性响应研究

在以往的研究中,波浪对浮体的水动力响应作用大多采用有限均匀水深或无限水深情况进行计算,考虑实际复杂地形对浮体性能影响的研究较少,但事实上地形的变化对浮体影响不可忽略,尤其岛礁附近区域珊瑚礁地形复杂,需要考虑地形对波浪场的影响。文章先从简单情况入手,入射波浪采用有限水深均匀入射波,使用有限水深格林函数求解源强,但加入了地形对浮体波浪绕射和辐射的影响。基于这些假定,验证了该方法计算结果的准确性,进而对某浮式平台在复杂地形下的水动力进行计算,并与均匀有限水深的结果进行比较,两者总体趋势吻合。结果表明,地形的存在对低频区运动响应影响较大,相比均匀水深波动较大。该文可以为浮体在实际地形下水动力响应计算研究工作的开展提供一个参考。