刍议现代化海缆船的特点

海底光缆施工是一项集航海技术、通信技术和自动控制技术于一体,专业性很强的海洋工程,针对海上海缆施工和作业的要求,海缆船自有其非常显著的特点。本文将就构成现代海缆船的一些显著特点进行说明,让读者能对作为海洋工程船的海缆施工船这一特殊船种有较为全面的了解。     

5000t海缆施工船总体设计特点

介绍5000 t海缆施工船“启帆9号”的研发设计,包括海缆作业特点以及在大型海缆船设计中的船型优化、船体结构、海缆作业系统、定位系统等关键技术方面的设计思路,并对大流速条件下海缆敷设、维修作业提出新的解决方案。     

991(II)型海缆船更新埋设设备的改装设计

本文简要介绍我国海缆作业船的重要装备-埋设机的研制，埋设作业原理以及现有海缆船换装新型埋设设备的改装设计。     

大型海缆船技术发展现状及趋势

海缆船的电缆装载能力是海底电缆工程的关键指标,其铺缆装备的能力和效率也成为制约海缆船作业效率的重要因素。文中首先介绍了海缆船的主要应用方向,分析了国内外海缆船的技术现状。通过研究国外大型海缆船的技术现状,归纳了大型海缆船在船型及主尺度、作业方式和主要性能的技术特点;然后推出了两型分别用于近海和远海航区的5 000吨级海缆船设计方案,研究了两型船主要技术参数、作业系统及能力;最后对未来大型海缆船的发展进行展望,初步探讨了大型海缆船的四个发展方向。     

海缆船定位系统设计

随着风力发电技术日趋成熟,我国沿海风电场的装机容量和规模也越来越大。近年来,作为风电场建设配套作业的海缆船越来越受到业界关注。为了满足海缆埋设和维修接续作业的需要,现代海缆船普遍都配置了定位系统。本文以某5 000 t海缆船为例,通过对高流速海况条件下的环境力计算分析,以及沿设定路由布缆和定点维修接续作业的特殊要求,介绍了该船配置的8点锚泊定位系统、动力定位DP-1系统,以及牵引绞车系统的设计。通过计算在不同海况条件下的几种定位系统的定位能力,了解海缆船的定位系统应根据不同作业需求以及海况条件,综合考虑造价预算、工程周期等,选择合理可行的形式。与常规远洋海缆船不同,通过采用横向布缆作业形式,可以有效降低定位系统配置。甲板上配置的柴油机直接驱动悬挂式全回转舵桨的动力定位方案,为海洋工程作业船增加动力定位系统的改造提供新的解决方案。     

小型海缆船尾门吊的设计

改型设计小型海缆船，在尾甲板加装尾门吊，介绍尾门吊的工况、安装及工作原理。     

海上风电基础海底电缆动态特性分析

基于中国南海实际的海洋环境条件，对冲刷情况下无海缆保护装置及有海缆保护装置的海底电缆分别进行动态特性分析研究，结果表明：在桩周冲刷导致海缆悬空情况下，无海缆保护装置的海缆最小弯曲半径超过允许值，存在失效风险；有海缆保护装置的海缆，海缆保护装置能够有效地限制海缆的过渡弯曲，使海缆的最小弯曲半径控制在允许的范围内，有效降低海缆失效概率。     

穿越工程中海缆拖拉力学仿真分析

在水平定向钻配合穿越的海缆铺设工程里,海缆拖拉穿越海缆套管的过程中海缆与钢制管道之间的摩擦随着进入套管距离变大而不断增加,当海缆所受的最大牵引力大于最大允许拉力时,将造成海缆的机械损坏。本文对海缆拖拉过程进行了理论分析和计算,并通过有限元仿真模拟了海缆拖拉的过程,实现了对海缆拖拉机械损伤分析和预测。     

海底电缆在敷设中的受力分析

探讨了海底电缆（海缆）在敷设过程中的受力情况,分析了作用在海缆上张力的性能、数值计算及其可控性,从而提出了以控制海缆的张力达到控制海缆敷设作业的思路。对海缆敷设作业有一定参考价值。     

复合海缆在线监测研究

为避免复合海缆在实际使用时因故障对整个电网及采油平台造成影响和损失,对复合海缆在线监测方法进行研究。以复合海缆现状为前提,研究并分析光纤传感技术在海缆检测方面的可能性,并以此提出基于BOTDA技术的分布式监控系统。鉴于BOTDA技术对海缆温度和应变的敏感性以及测量精度和距离的优势,该检测系统可有效实现对复合海缆的在线检测,防止复合海缆因损坏带给平台的经济损失。     

海底光缆路由调查船设计

海底光缆的稳定性日益受到关注,而海底光缆路由调查的质量将直接影响系统日后在施工交付和使用维护时的安全。通过对目前海底光缆路由调查作业及其主要作业设备的调查分析,有利于对未来该专业的发展方向进行规划。     

GIS技术在海缆路由设计中的应用

由于海底光（电）缆路由设计的复杂性、多维性和动态性以及传统平面设计方式不够形象直观的缺陷,使得应用GIS技术进行路由设计成为新的选择。文章介绍了GIS技术的发展现状、关键技术,归纳了海缆路由设计的流程、对象,重点对GIS技术在海缆路由设计中的应用进行探讨,并指出基于3D GIS技术的海缆可视化路由设计是发展趋势。     

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。     

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。     

基于ANSYS的无缆潜航器力学性能分析研究

为了设计无缆潜航器,采用数值分析和机械制造相结合的方式,设计出一款新型无缆潜航器,在设计制造出潜航器的基础上,对该无缆潜航器进行力学性能分析研究,对其水下运动规律及特性进行了理论推导,采用数值分析的方法分别讨论机器人的结构力学特性和流体力学特性,并对机器人的应力应变强度参数进行仿真分析,讨论不同情况下机器人的属性参数,结合分析数据,对潜航器运行工况下的各项参数进行了稳定性分析,最后对以上所有参数进行总结归纳,文中所采用的方法可以用于机器人设计及优化。     

海缆巡线管理系统的设计与实现

为提高海缆的通信保障能力,采用全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）技术,设计海缆巡线管理系统。该系统分为数据采集、数据传送和数据中心管理三个组成部分,对巡线员和数据管理员的工作流程进行了具体描述,并分析了系统实现的关键技术;对数据传送的前端硬件系统组成和实现原理进行了详细设计和分析,实现了规范化管理和科学化监督的预期目标。     

海底冲射式开沟机技术进展

总结已有的冲射式开沟机,包括冲射式开沟滑撬、自推进爬行开沟机、开沟型ROV和非接触式控流开沟机的技术特点,认为冲射式开沟滑撬技术门槛和成本较低,适合在近海浅水区域作业,而自推进爬行开沟机和开沟型ROV则适合深水区的开沟作业,非接触式控流开沟机适应性最广,几乎可以在所有水深和除基岩外的所有地质状况下工作。新型海底开沟机将向着智能化、大型化、宽适应性和高效率几个发展方向。     

潜水器布放回放系统发展现状

布放回收系统是潜水器的重要配套装备,先进可靠的布放回收系统能直接提高潜水器海洋作业安全性和作业效率.本文简要分析了在潜水器布放回收系统设计中存在的缓冲保护、自动对接、风浪补偿及恒张力排缆等关键技术难点,并综述了当前国内外研制应用的几种典型潜水器布放回收系统.随着潜水器技术的飞速发展,其布放回收技术也将得到进一步的重视和发展.