深水脐带缆抽拉上平台技术

脐带缆是海底油气生产设施的控制线,通过脐带缆,平台的生产人员便可以时刻观察到海底生产设施的状态,并根据需要对其进行控制。深水脐带缆铺设安装是常见的海洋工程施工,作业需要首先将脐带缆起始端下放到海底,并从平台护管内部将其抽拉上平台并连接到控制终端。本文结合工程实践,对脐带缆抽拉上平台的技术进行总结,对如何将脐带缆安全、高效地从护管内部抽拉上平台提出了建议。     

流花19-5气田脐带缆截面分析优化设计

流花19-5气田使用水下生产系统进行生产,采用了钢制水下脐带缆的设计。脐带缆截面设计和分析是脐带缆系统设计中最关键的部分,其决定了脐带缆的截面形式、脐带缆的重量、尺寸等重要参数。本文从脐带缆的截面分析出发,应用了蒙特卡洛模拟分析方法,优化和验证了脐带缆承压能力分析,之后进行了安装和操作分析,并提出相对于流花19-5气田所采取的一些设计优化。该技术的研究和应用可为其他深水油气田的开发提供很好的参考与借鉴效果。     

基于一体化平台的海洋脐带缆设计

针对深海脐带缆工程设计过程,使用一体化的海洋工程设计平台进行脐带缆的截面选型、线形设计、强度分析、规范校核。并使用一体化平台实现脐带缆的建模,计算工况设置,生成计算模型,导入商业软件分析和结果处理过程。在设计阶段对多种截面在多种工况条件下进行模拟,得到各截面脐带缆关键性能参数,通过脐带缆方案比选,确定脐带缆设计方案。     

静态脐带缆安装工况参数分析

结合工程实例对静态脐带缆安装工况下的基本力学问题进行了归纳分析,依据海洋管线设计规范计算了脐带缆简化模型关键力学参数,对脐带缆安装工况下的水动力性能进行了分析。通过等效刚度替代原则建立了钢管脐带缆有限元简化模型,重点对比分析了摩擦力对脐带缆应力分布的影响,当缆体承受较大弯曲载荷时可忽略摩擦对脐带缆应力计算的影响。不同拉弯组合载荷作用下脐带缆最大应力均出现在0.025 4 m钢管受拉面,依据计算结果提出了钢管脐带缆的简化设计意见。     

安装载荷下脐带缆的抗压抵抗力参数研究

脐带缆作为水下生产系统进行油气资源开发的关键结构之一,在安装过程中的脐带缆受到动态的拉伸载荷和张紧器挤压载荷,保障脐带缆的安装下放过程的结构安全有着重要的工程应用意义。本文应用ABAQUS建立脐带缆有限元模型,充分考虑脐带缆内部各构件之间的相互作用,研究不同张紧器角度与不同摩擦系数下脐带缆的抗压抵抗力性能。结果表明,张紧器与脐带缆之间的摩擦力随着摩擦系数、和张紧器夹角增加而增加,基于此提出可通过优化张紧器夹角及张紧器与脐带缆间的摩擦系数来降低深水对于脐带缆安装的限制。     

复合材料在深海管道中的应用

以海洋油气资源开发为背景,探讨了深海输液管道的现状以及发展趋势,以脐带缆和海洋立管为分析载体,探讨了复合材料在深海管道中的应用,为未来非金属海洋管道的设计和研究提供一些思路.     

海洋缆体系统凝集参数法在水下管道维修干式舱设计中的应用

本文采用凝集参数法模拟缆-体结构系统,用时域法对海洋缆体系统的三维动态性能进行了分析,并给出了计算机程序。将此程序应用在水下管道干式压力维修作业舱系统的初步设计中,对其脐带缆在定常流干扰下的动力响应进行分析,计算结果为设计方案的拟定提供了可靠依据。     

基于柔性杆理论的脐带缆涡激振动数值模拟系统

针对目前海洋脐带缆分析软件缺乏的状况,本文基于MATLAB开发了脐带缆涡激振动数值模拟系统UCVIV-1.0.由于脐带缆的大变形和大转角会产生显著的几何非线性,脐带缆的静态平衡位形和整体力学响应计算采用了细长柔性杆模型,采用尾流振子模型模拟海流作用下的涡激力.该系统界面清晰友好,操作简单,适用于悬链线型脐带缆.选取了一组脐带缆参数,使用该系统进行了静力计算以及涡激振动计算;并将静力结果与采用国外商业软件OrcaFlex计算的结果进行了比对,发现结果吻合程度较高,在一定程度上验证了系统的可行性和准确性.本系统有望为脐带缆设计软件的开发提供借鉴.     

未来海洋平台电力系统研究

本文首先介绍了当前海洋平台电力系统的组成,分析了传统海洋平台电力系统的特殊性,并指出当前电力系统在未来大型深水海洋平台应用中的局限性.本文提出一种基于直流电制和区域配电技术的海洋平台电力系统,并介绍了这种电力系统的优点,研究了这种系统进行实际应用需要解决的关键技术.最后,本文指出未来大型深水海洋平台的电力系统方案必会优先考虑直流系统方案.     

新型干树半潜平台系泊系统的时域耦合分析

我国海洋油气开发正逐步从近海浅水区域不断往远海深水区域发展。随着水深的增加,传统的以锚链为材料,以自重为回复力的悬链线式系泊系统已经不再适用。世界上超深水浮式生产平台基本上都采用张紧式系泊系统,并且中间段采用超轻的聚酯缆材料以降低其施加在平台上的荷载。基于1500米超深水的中国南海环境,开发了一种运动性能良好的新型干树半潜平台。新型平台的系泊系统采用张紧式锚链-聚酯缆-锚链形式。根据平台尺度和环境条件,对系泊系统进行了布置和设计。通过时域耦合方法对系泊系统进行了数值分析,分析结果表明系泊系统强度满足规范和设计要求。     

基于载人潜水器的深海敷缆运动仿真

提出了基于载人潜水器搭载海底敷缆装置的深海敷缆作业方式,建立了载人潜水器深海敷缆运动的二维稳态模型,仿真分析了余量敷缆时不同航行速度和放缆速度组合、潜水器相对海流速度、敷设余量、航行高度和海缆重量等参数对敷缆运动的影响。分析发现海缆张力随着敷设速度、潜水器相对海流速度、海缆重量的增大而增大,随着敷设余量的增大而减小;海缆水中位形曲线随着敷设速度、潜水器相对海流速度增大而趋于平缓,随着海缆重量的增大而更加陡峭,放缆速度的变化则对海缆位形曲线无影响;潜水器航行高度的变化对缆形和张力分布都没有影响,只是随着高度的增加,缆形和张力在原来的高度基础上有一定的延伸。     

面向协同设计的船舶电缆智能化布置软件开发与应用

结合船厂电缆设计业务流程,以船舶电缆布置为研究对象,提出在SPD设计系统平台上开发船舶电缆智能化布置软件,分析电缆布置软件的架构和功能模块,研究电缆路径智能化生成的关键技术,建立船舶电缆智能化布置的数学模型及求解方法,并完成船舶电缆智能化布置软件的开发工作。以公司14500TEU集装箱船的机舱区域电缆智能化布置为例进行验证,验证结果表明,该软件平台能够实现船舶电缆智能化布置的工程化应用,使电缆设计过程中数据更加透明、管理更加方便,提高了电缆设计的效率。     

船用中压直流单芯电缆集聚敷设磁场分析

为尽可能降低电缆集聚敷设时的磁场强度对舰船磁隐身性能的影响,对中压直流单芯电缆在2种典型排布方式下周围的磁场强度和分布进行仿真计算,确定降低电缆磁场强度的最优电缆排布形式,结合磁化原理分析,得到电缆敷设时与船体结构的最小间距为300mm,该间距可使钢结构不被磁化从而降低电缆磁场强度对舰船磁隐身性能的影响。     

基于Intergraph Smart 3D的邮轮电缆自动敷设功能优化开发

Intergraph Smart 3D软件的电缆敷设功能在化工电力行业应用较为广泛,考虑到邮轮电气生产设计中的电缆具有长度长(3 000 km～5 000 km)、种类多、通道网络复杂和分段敷设的特点,直接应用Smart 3D原生的电缆敷设功能进行电缆敷设存在较大的风险。从邮轮电缆敷设需求出发,对Smart 3D原生电缆敷设解决方案进行优化,充分考虑电气设计人员的使用习惯,基于贪心算法和单源最短路径算法(Dijkstra算法)优化算法解决断续托架的电缆敷设和电缆分区敷设最优路径选取的问题,提高电气设计人员的电缆敷设效率。     

FPSO动态海底电缆保护外皮破损结构强度分析

某动态海底电缆在年度检查时发现电缆锁夹上方电缆保护外皮脱落、露出铠装的情况，影响安全生产。采用OrcaFlex软件建立分析模型，结合浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）的不同运行工况，对海底电缆的结构状态进行结构强度分析和疲劳分析。经计算，台风条件下的FPSO偏移量是影响海底电缆结构强度的重要因素。因海底电缆保护外皮破损位置的载荷较低，结构强度和疲劳寿命满足要求。根据相关文献计算铠装层的腐蚀速率，海底电缆强度满足要求。     

不同泊位长度对LNG船系泊的影响

通过1∶60的整体模型试验研究了不同泊位长度对17. 2万m~3LNG船系泊的影响,分析了船舶在风浪流联合作用下的运动量和缆绳张力变化情况。研究表明:横浪、横风、落潮流条件下,泊位长度缩短,艏、艉缆力分担了部分横缆力,对均衡艏、艉缆和横缆力有利,最大缆力变小;顺浪、顺风、落潮流条件下,泊位长度变化对系缆力影响不大;斜浪、横风、落潮流条件下,船舶受斜波作用,其纵横向均分配波浪力,倒缆与横缆或艏艉缆的受力基本相当;顺风时,倒缆力会大于横缆力和艏、艉缆力。该研究为天津LNG项目推荐了合适的泊位长度,可为码头工程设计提供参考。     

新型大跨空间结构——索穹顶结构

介绍一种新型大跨空间结构——索穹顶结构的发展历程和结构特点,并对索穹顶结构进行了分类;论述索穹顶结构在计算模型和有限元分析方面的理论、方法和进展;阐述索穹顶结构的施工方法,并对索穹顶结构的研究状况进行回顾与展望。     

组合式塑料合金电缆桥架在马迹山矿石中转港二期工程中的应用

鉴于宝钢马迹山矿石中转港一期工程电缆桥架腐蚀严重,二期工程的户外电缆桥架选用组合式塑料合金电缆桥架替代传统的金属电缆桥架,实施效果良好。文章通过阐述组合式塑料合金电缆桥架的构成与特点,介绍马迹山港二期工程电缆桥架的选型依据。     

系泊参数对西非海域FPSO水动力性能影响的研究

应用三维势流理论及非线性时域耦合分析方法,研究了西非海域涌浪和风浪联合作用下,系缆根数、系缆长度和系缆间夹角等系泊参数对多点系泊FPSO水动力性能的影响,结果表明不同系缆根数或系缆长度对系缆动力响应和船体运动响应的低频部分有较大影响,为西非海域多点系泊FPSO系泊方案的设计与研究提供有效参考。     

28000t多用途船首楼加强结构有限元强度分析

选取上海船舶设计院设计的28 000吨多用途船的首楼结构为研究对象,采用MSC.Patran/Nastran有限元分析软件,针对船首各类局部加强结构分别进行系泊、拖带、锚绞机等强度校核计算。确保结构满足中国船级社规范的相关强度要求。同时结合规范以及其他同类文献对首部加强结构校核计算中的有限元建模与载荷施加的相关方法进行对比探讨,尤其论述了模型中的MPC(多点约束)单元的应用,为同类计算提供有益的参考。