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。     

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。     

"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。     

钛合金导流罩结构抗冲击计算

导流罩结构作为舰艇结构重要的首部结构形式,其在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能不容忽视。为研究导流罩结构的抗冲击性能,以某船钛合金导流罩结构为研究对象,应用大型有限元计算软件ABAQUS,建立有限元模型,采用声固耦合法进行水下爆炸数值仿真计算。通过模拟导流罩结构在船上的安装边界条件,设定水下非接触爆炸冲击工况,计算得到了导流罩结构在爆炸冲击载荷作用下的等效塑性应变、位移、加速度等动态响应,并给出了基阵安装位置的频率特性和冲击环境。研究表明,导流罩底部外板为导流罩结构的危险区域,导流罩基阵安装位置处的响应以中低频段为主。     

黄埔文冲交付国内首艘管道挖沟船

正11月16日,中船黄埔文冲船舶有限公司为中海油旗下海洋石油工程股份有限公司建造的我国首艘管道挖沟动力定位工程船"海洋石油295"号顺利交付。该船由中国船舶工业集团公司第七〇八研究所设计,入级中国船级社。该船总长95.0 m,型宽22.6 m,型深8.60 m,设计吃水6.20 m,载重量30 t,最大航速14 kn。该船装备全电力驱动系统、全回转推进器、DP2动力定位系统、100 t折臂升沉补偿吊机等先进设备,可配备自行式挖沟机、浅水射流挖沟机和深水挖沟机等世界主流海管挖沟     

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。     

基于MOSES软件的挖沟机工程船锚泊分析

海底管道挖沟埋设是提高海底管道在位稳定性及对管道进行保护的重要措施,为保证挖沟作业过程中的安全性,施工前需对工程船的锚泊情况进行分析。应用MOSES软件对挖沟机工程船进行了典型工况的锚泊计算,阐述了应用MOSES软件进行锚泊计算的基本方法。并进一步对波浪参数、锚泊参数及船舶惯性半径等参数的变化对锚泊系统的影响进行了分析,得到影响曲线,总结出若干规律,对类似工程船的锚泊布置有一定指导意义。     

基于降低航行阻力的声呐导流罩外形优化

导流罩突出于主船体的底部或首部之外,可以明显降低水流对声呐探测性能的影响,但在一定程度上增大了航行阻力。本文通过数值方法研究某Ⅰ型船加装导流罩前后航行阻力的变化及导流罩对船速的影响。研究表明,加装导流罩后船底的最大压力和船的航行阻力有所增大,但由于导流罩的排水体积与整个船舶的排水体积相比要小得多,因此加装导流罩对船速影响不明显。为优化导流罩的外形结构和进一步降低航行阻力,提出了4种导流罩外形模型并对其流体动力学性能进行分析。对比结果表明,导流罩外形结构为头部流线型、尾部半圆型的综合性能最佳。     

海底犁式挖沟机陆地试验方法研究

通过分析国内外海底犁式挖沟机实验研究方法及有关试验规范,按设计的试验样机性能指标要求,编制了应用于指导陆地挖沟作业的试验大纲。按照技术可靠和经济实用原则,试验大纲划分为试验准备、室内空载试验、室内负载试验和挖沟作业试验四个阶段,提出了每个阶段试验试验程序及目标要求。分析了样机试验中的一些异常反应情况,给出相应对策,归纳出样机主要故障模式。已经进行的阶段试验结果表明样机试验大纲是合理的,试验计划安排是有效的,可以为相关水下作业机械陆地样机试验提供参考。     

基于流固耦合的轮缘推进器水动力性能和强度校核分析

[目的]为了综合分析轮缘推进器的整体水动力性能和强度性能,提出采用基于流固耦合的计算方法进行联立求解。[方法]首先,采用计算流体动力学(CFD)方法计算3种不同导流罩结构的轮缘推进器在不同进速下的推力、扭矩和效率等参数,分析3种结构的轮缘推进器的水动力性能计算结果,以确定最佳的导流罩结构型式;然后,通过联立求解,将CFD计算结果作为轮缘推进器强度校核的载荷条件,计算其在实际工况下的等效应力。[结果]计算结果表明:导流罩对轮缘推进器水动力性能的影响非常大,即使采用相同的螺旋桨模型,不同的导流罩结构也将直接影响整个推进器的推力和效率;对于配置最佳导流罩结构型式的轮缘推进器,螺旋桨在设计航速下的最大等效应力为许用值的68.16%,可以满足设计工况条件下的强度要求。[结论]流固耦合计算方法适用于轮缘推进器的水动力性能和强度校核的有效分析。     

射流式海底管道挖沟机喷嘴选型及布置研究

水力喷射式挖沟机进行海底管道挖沟时,处于挖沟机不同位置、不同朝向的喷嘴功能不同,影响挖沟效率的主要是喷射臂向前喷射的喷嘴和两臂相向喷射的喷嘴;不同地质情况下,喷嘴选型的不同对射流破土的影响不同;布置喷嘴时,相邻喷嘴的间距会影响射流是否发生干涉、射流破土覆盖范围等。因此,合理选型和布置喷嘴,对于提高挖沟机的工作效率十分必要。本文通过理论分析、数值模拟及实验等对不同地质情况下的主喷射臂向前喷射和相向喷射的喷嘴选型和布置进行分析,形成喷嘴选型建议。采用数值模拟和试验等方法,揭示相邻喷嘴射流的喷射和破土的干扰问题及最大间距。     

挖沟机相关技术进展

介绍国外用于海底电缆和油气管线埋设的关键设备——挖沟机设计的相关理论和关键技术优势,比对各类控沟机的主要性能如埋深、埋设速度和挖沟方式等。介绍国外当今挖沟机设计的最新技术及最新进展。     

4 800 kW油田守护供应船导流罩振动问题的分析

为了解决4 800 kW油田守护供应船在试航和运营中发生的导流罩振动进而引起全船振动的问题,分析了造成导流罩振动的原因,提出了增大导流罩内环直径及导流罩和桨叶间隙的方案.经实船应用表明:更换内径更大的导流罩,以及导流罩与桨叶的设计间隙由10 mm增大到20 mm后,彻底解决了导流罩内环与桨叶间隙过小导致直接刮擦造成的振...     

科考船多波束导流罩线型CFD分析方法与试验验证

针对于科考船多波束导流罩设计和船体线型设计缺少关联分析的主要问题,介绍了一种科考船导流罩线型与船体线型一体化CFD分析方法,综合考虑实船航行过程中船体型线和导流罩型线之间的相互影响。根据这种分析方法,分别对导流罩和船体组合线型的阻力性能和防气泡性能进行了CFD预报,并进行了船模试验。两者吻合良好,验证了此种CFD分析方法的工程实用性。     

船舶球鼻首声呐导流罩连接结构设计及模型试验

提出了船舶球鼻首导流罩玻璃钢壳体与船体结构之间的两种新型连接结构－－纤维桩结构和柔性密封螺钉连接结构，即：在钢构架与玻璃钢壳体之间采用纤维桩连接结构，玻璃钢壳体边界与船体搭接板之间采用加橡胶柔性密封的螺钉连接结构。导流罩的局部小模型和1：1局部大模型试验证明，该连接结构能保证导流罩具有足够的强度和水密性，其性能优于现有螺钉连接结构，适合于装船使用。同时，利用MSC／Nastran大型有限元分析软件对1：1局部大模型进行了数值计算分析。根据试验和有限元计算结果，得出在采用纤维桩结构连接后，玻璃钢壳体的应力和变形规律，并提出了玻璃钢导流罩壳体强度衡准。依据该衡准，通过数值模拟分析，对整体玻璃钢导流罩的纤维桩布置方式进行设计，以求用尽量小的纤维桩数目来满足强度要求，最终得出了非均匀布置的布桩方案。     

导流罩几何参数对其加速性能的影响研究

为进行直壁型导流罩几何参数对其加速性能的影响研究，以渐缩渐扩直壁型导流罩为研究对象，选择渐变段长度、中间直线段长度及前后扩散角四个几何参数，利用L9（34）正交表得到不同正交组合，对不同组合的导流罩进行数值模拟分析，通过比较各组合的加速比，得到各几何参数对渐缩渐扩直壁型导流罩加速性能影响程度的高低排序，最终得出渐缩渐扩段长度900mm、中间直线段长度700mm、前扩散角15°、后扩散角35°为最佳方案。为渐缩渐扩直壁型导流罩的设计重点提供参考。     

玻璃钢球鼻首导流罩结构设计

介绍了玻璃钢球鼻首导流罩的结构设计方案流程,重点探讨了球鼻首构架形式设计,并利用MSC-Nastran大型有限元分析软件对导流罩强度和稳定性进行校核计算。结果表明:该方案可以满足声纳导流罩的强度和声学性能要求,为以后进行玻璃钢球鼻首导流罩的设计提供参考。     

非金属非粘结软管拉伸性能的数值模拟分析

针对非金属非粘结软管在拉伸状态下的力学特性,采用ABAQUS对其进行有限元分析并充分考虑了对层与层之间的摩擦接触。研究表明,提高抗压层扁带的环向强度、抗拉层扁带的轴向拉伸强度及环向拉伸强度可以提高软管的抗拉性能;抗拉层螺旋缠绕角和抗拉层厚度对软管拉伸刚度的影响较大,而内外压、抗拉层扁带数量和摩擦系数对软管拉伸刚度的影响很小。     

基于Flow-3D垂直射流冲刷数值仿真技术研究

通航浅水区域的水下生产系统可采用沉箱进行防护,沉箱上方回填一定的土体,检修时需将回填土利用非接触式挖沟机冲开。建立三维射流冲刷数学模型是研究防护装置回填土冲开的一项基础性工作。文章利用Flow-3D建立了三维射流水动力与泥沙冲刷模型,并采用清水射流试验数据和射流冲刷试验数据对模型进行验证。数值模拟结果表明,所建立的模型可以较好地反映喷管下射流的水动力条件、泥沙运动与冲刷坑的发展变化规律。随后,将模型应用于检修工况下防护沉箱上方回填土的射流冲开研究,研究表明目前挖沟机的射流强度足以满足回填土厚1 m时的检修工况。     

复合材料导管导流罩渐进失效分析

基于连续损伤力学（Continuum Damage Mechanics,CDM）理论对复合材料导管导流罩进行渐进失效分析,结合刚度降级方法从材料失效角度对导流罩结构极限承载能力和失效演变情况进行研究。利用APDL参数化语言编写程序建立复合材料导管导流罩有限元模型,应用多帧重启动及弧长法实现分析过程。根据Tsai-Wu失效准则判断复合材料损伤及损伤原因,并对失效单元进行连续记录。结果表明：复合材料导流罩结构最先出现基体开裂失效模式,此时少量破坏对导流罩整体结构性能影响较小;随着载荷继续增加出现纤维断裂失效模式;在纤维断裂大规模出现时,载荷位移非线性关系逐渐明显,结构性能急剧下降;整个过程几乎没有出现界面剪切失效情况。根据结构载荷位移曲线和失效单元数目变化情况,导流罩承载时的Tsai-Wu失效因子作为复合材料导管导流罩的强度校核指标具有理论和实际意义。