深水海洋工程多功能立式管线铺设系统

介绍一种集成深水柔性管与脐带缆铺设、Reel与J-lay钢管铺设、水下结构物安装于一体的多功能立式管道铺设系统构成与设备特点。该系统可以安装在一艘中小型动力定位船舶上,其显著特点是可通过可移动式张紧器和J-lay铺管作业线的设计实现多种作业模式的快速转换,从而使船舶作业功能和灵活性大为提高,对于我国深水油气开发作业装备和多功能作业船的研究及设计建造有一定的借鉴意义。     

新式复合立管弯曲刚度的研究

基于目前使用的深海立管,研究设计了一种新式复合立管,并通过理论推导得出新式复合立管的弯曲刚度计算公式,采用有限元模拟的方法,对该类型立管在弯曲载荷作用下响应进行分析。研究表明,有限元方法较好地模拟了新式复合立管的弯曲动态过程,验证了新式复合立管的弯曲刚度计算公式的正确性。     

水下管汇深水安装力学分析

近些年来随着海洋油气开采规模的扩大,水下设备逐渐被广泛应用到海洋油气开采和运输。通过研究水下管汇的两种不同深水安装方法（钻杆安装法以及绞车安装法）,得出管汇安装相关结论。基于钻杆以及缆绳的材料特性,建立两个理论模型分析并推导钻杆和缆绳在安装过程中的水平偏移以及轴向拉力的求解公式,并根据理论公式编写MATLAB程序。将程序计算结果与OrcaFlex软件模拟结果进行对比分析,验证理论公式的正确性。该理论方法将会对管汇深水安装提供一定参考价值。     

深水多功能水下工程作业船结构设计

深水多功能水下工程作业船是一艘配置大型水下工程作业装备、集成多项水下作业功能的深水海域油气田开采配套船舶。该船集大型深水水下结构物安装、柔性管/电缆铺设、水下机器人(ROV)、锚系处理和潜水支持等多项功能于一身。该船安装以及预设作业功能布置的大型作业设备,体积庞大、额定负荷高,船体结构要承受巨大的作业载荷。同时根据深水工程作业的要求,设备的配置和船体结构布局需要综合协调优化,以满足船体结构的强度要求和深水水下工程作业的功能实现。     

基于S-Lay的水下在线管汇安装方法

结合南海某深水项目和S-Lay铺设方法以及OrcaFlex软件模拟结果,论述在线管汇安装技术及安装程序,讨论水下在线管汇安装施工时的注意事项。     

新型深水立管提升系统设计及展望

描述了深水油气开发中立管安装工艺、关键技术和分析方法。针对S型铺管船进行立管安装时存在的托管架难以靠近平台、张力转化复杂,水下操作多等难题,设计了一套全新的深水立管提升系统。该系统适用于1 500~3 000m水深处钢质悬链线立管(SCR)的安装,实现了S型铺管船在铺管完成后即能直接进行安装立管,减少了大型船舶的动复员,有效节约了成本。另外,这套深水立管提升系统通过改进也可用于安装其他管道上的结构物。     

深水钢悬链线立管非线性动力分析

钢悬链线立管是近年来国内外发展起来的一种新型深水立管系统,由于成本低、对浮体运动有较大适应性,且耐高温高压环境而受到广泛关注。本文主要对钢悬链线立管的运动进行了时域模拟,采用三维集中质量法建立了深海立管模型,考虑重力、浮力、流体拖曳力、张力、惯性力、剪切、弯曲刚度及海床作用的影响。分别用Newton-Raphson和Newmark-β数值方法求解立管的静态、动态特性。主要分析了钢悬链线立管的构型、张力、剪力和弯矩特性,分析了系缆在顶端不同幅值不同频率激励下疲劳特征点的有效张力变化趋势,对比分析了剪切、弯曲刚度对钢悬链立管顶端张力产生的影响。     

半潜式起重铺管船SSCV的发展现状及应用

本文从半潜式起重铺管船的发展历史及所具备的作业性能,阐述了半潜式起重铺管船在超大型结构物安装、深水J-Lay海管铺设、深水水下油气设施安装等方面的技术特点及功能,并从专业角度对半潜式起重铺管船与常规起重铺管船的各项特性进行了深入分析对比。     

基于半数值方法的脐带缆拉弯能力曲线分析研究

水下生产系统脐带缆连接于水上主控站与海底管汇控制执行器之间,在安装和在位运行时脐带缆的受力情况复杂,其中工作内压下拉伸与弯曲组合形式的荷载是脐带缆承受的最显著工况之一,因此分析缆体截面拉-弯性能曲线有着重要的工程指导意义。文章首先采用理论公式对脐带缆内部关键构件钢管进行拉伸和弯曲荷载下受力分析并得到应力应变响应;同时构建脐带缆二维精细数值模型,考虑构件之间的相互作用与摩擦,分析径向外压与工作内压共同作用下缆体截面应力分布情况。通过提取钢管上热点应力并与理论结果相结合得到相应的拉—弯能力曲线。其结果同传统理论方法比较更加保守可信,可确保脐带缆在安装和在位工作时的安全运行。同时,为海洋工程管缆结构抗荷载能力设计提供一条可行途径。     

海洋潜标系统布放动力学分析

布放是浮标系统投入使用前的一个关键的作业过程。研究海洋潜标系统布放过程中的水动力特性,对安全顺利地实现布放有重要的意义。考虑海洋潜标系统各部分的水动力作用和系留索的弹性变形,通过时域模拟海洋潜标系统在500m水深海域的采用浮标先行投放法的布放过程,计算了海洋潜标系统布放过程中的动态响应,并分析了波高、作业船速度和系留索弯曲刚度对布放的影响。得到的结果表明：锚位会滞后于锚投放点;系留索曲率和有效张力的最值都出现在缆索与锚的连接段;锚触底时缆索瞬时张力达到峰值;系留索的弯曲刚度是影响布放的重要因素,随着弯曲刚度增大,锚位明显前移,系留索的有效张力峰值和曲率都会降低;波高和作业船速度的改变对于浮标系统布放的动态响应的影响幅度很小。     

深水水下结构物保温材料的研究与发展现状

深水水下结构物的绝热保温技术是深水油田开发的关键技术之一,我国目前对其研究不足,文中介绍了深水水下结构物保温的必要性、保温材料的研究与发展现状、保温材料涂覆安装方式等内容,为我国深水水下结构物的保温技术研究提供参考。     

水下管道连接器设计研究及应用

随着全球海洋石油天然气开发从浅水走向深水,由于潜水员下潜深度有限,海底油气管道的连接必须通过水下机器人代替潜水员完成此项工作。因此各种管道连接技术也越来越多地应用于海洋石油开发中。水下管道连接器作为一种重要的自动安装连接装置,涉及到机械、液压、材料、防腐、密封等各个方面,具有免潜水员操作、安装便捷、可靠性高等特点,可广泛应用于水下油气管道连接。本文对已成功应用于南海某气田中水下采气树跨接管连接的水平机械式管道连接器和水下管汇发球器连接的垂直液压式管道连接器,从密封结构、导向结构、锁紧结构的设计进行了深入的阐述,并在连接器样机型式试验、产品防腐、水下安装等方面也进行了详细的说明。     

FPSO转塔系泊止链器安装工艺与拖航固定设计

针对我国南海深水浮式生产储卸油装置（FPSO）转塔单点系泊的关键零件止链器，进行安装工艺过程设计模拟和拖航固定设计的有限元分析。结果表明：止链器集成安装的关键点是吊装过程通过姿态调整与锚链盘U型槽配合；满足止链器安装精度的核心是节圆柱与耳轴转动平稳；止链器拖航固定的张紧链是应力薄弱点，在选型设计中应保守考虑使用1根张紧链的工况。实际工程应用验证了止链器安装工艺与拖航固定设计方案满足可靠性要求，为南中国海类似工程提供了直接经验。     

深水半潜平台聚酯缆非线性刚度模拟分析

为了解深水半潜平台系泊系统聚酯缆不同张力状态下轴向刚度非线性特性,采用聚酯缆静态-动态刚度模拟方法,利用聚酯缆静态刚度作为初始输入,通过时域分析获取动态刚度及长度,对不同环境条件作用下,不同位置聚酯缆重新设置独立动态刚度及长度进行二次时域分析,计算半潜平台系泊系统受力及运动,与其他模拟方式计算结果对比表明,本文方法可以较为准确地反映半潜平台运动和系泊系统受力,降低计算量,提高设计效率。     

一种半自由水下拦截网性能研究

水下应用中,网是一种常见的工具。与固定式工具相比,由于其自由/半自由属性,受水流及波浪的影响很大。特别是对于遂行拦截功能的网体来说,其姿态的变化将带来有效拦截面积的变化。针对半自由水下柔性网体,研究了水流及波浪对其姿态的影响,以及其对特定目标的拦截效果,并进行了仿真和水洞试验。结果有助于对其的使用提供参考,并对其在水下作战中的应用进行探讨。     

铺管船的锚绞机选型安装及调试研究

锚绞机作为平台或大型船舶系泊的重要组成部分,是平台或船舶在水域中抛锚停泊、起锚所使用的必要机械设备,用来帮助平台或船舶安全迅速地靠、离码头.以3000m深水铺管起重船为例,叙述了深水铺管起重船从锚绞机的选型、安装及调试的内容,供安装及调试人员参考.     

深水钢悬链立管弃管回收技术研究

阐述深水钢悬链立管安装中的弃管回收工艺,采用理论分析和数值分析相结合的方法,对深水钢悬链立管安装中的弃管回收进行分析.基于经典悬链线理论,编制钢悬链立管弃管回收分析软件SCRCOV,针对1500m水深和10 in SCR制定弃管回收方案,经商业软件ORCAFLEX验证,自编软件计算结果是准确的.     

耙吸挖泥船耙管系统电气安装工艺优化

通过保航维修及调研分析,发现耙吸挖泥船耙管水下电气设备频繁出现故障跟电气安装工艺有很大的关系。为此,我们对以往建造工艺进行解析,并模拟水下环境作压力试验,创新设置了三层水密填料函的解决方案。同时阐述了耙管水下电缆敷设工艺的优化、分线盒及相关填料函水密施工方法的改良。     

在海洋石油工程项目中ROV的基本运作模式

随着海洋石油向深水发展战略的实施，以ROV和饱和潜水为载体进行实施的水下工程技术是整个深水发展中的重要环节，尤其是ROV在深水水下作业中的应用越来越广泛，贯穿于整个油气田的开发、生产和运营的各个环节中。 ROV项目管理是个崭新的课题，安排好整个ROV项目工作及最大限度地调动作业人员的工作潜能对于项目的成败显得异常关键。     

深水柔性管缆竖直铺设工艺

随着我国海洋油气工业不断向深水挺进,柔性管缆具有柔韧性好、安装方便、抗腐蚀性强和可回收等优点,已成为经济高效地开发深水油气田的不可或缺的重要设施。柔性管缆的铺设安装是深水油气田建设中的一个重要环节,随着铺设水深的增加,需要考虑的施工细节繁杂。文章结合国内深水柔性管缆铺设的具体工程案例,对柔性管缆竖直铺设技术进行研究和探讨,指出其对我国海洋油气产业发展的重要意义。