海洋平台浮托安装分析及其关键技术

大型海洋工程结构一般采用吊装法进行海上安装.随着海洋结构物重量的不断增大以及受到起重船吊装能力的限制,大型海上结构物浮托安装技术正成为海上施工安装的1种新方法,并成功应用于浅海固定式平台大型组块和深海浮式海洋平台的海上安装.本文介绍了海洋平台海上浮托安装的步骤、关键缓冲设备,列举了一些国内外的安装工程实例,指出了浮托法的关键技术,最后针对某工程实例,利用SESAM软件进行浮托法水动力分析.     

海洋平台浮托安装分析及其关键技术

大型海洋工程结构一般采用吊装法进行海上安装。随着海洋结构物重量的不断增大以及受到起重船吊装能力的限制,大型海上结构物浮托安装技术正成为海上施工安装的1种新方法,并成功应用于浅海固定式平台大型组块和深海浮式海洋平台的海上安装。本文介绍了海洋平台海上浮托安装的步骤、关键缓冲设备,列举了一些国内外的安装工程实例,指出了浮托法的关键技术,最后针对某工程实例,利用SESAM软件进行浮托法水动力分析。     

海洋平台浮托安装中横荡护舷限位和缓冲性能分析

浮托安装法,是相对于传统吊装法的一种新型海洋平台安装方法,具有起重能力大、作业周期短、安装费用低、适用范围广、操作安全方便等优点,解决了海上大型平台组块的安装问题。为了研究横荡护舷对浮托安装的影响,首先对海洋平台浮托安装中的护舷装置进行了介绍,然后针对某工程实例应用AQWA软件进行了数值模拟,并进行了模型验证。从时域方面对就位状态下的浮托模型进行了耦合动力分析,研究了横荡护舷参数对驳船运动和撞击力的影响规律。研究表明,横荡护舷可以有效地减小驳船运动和撞击力,其限位和缓冲作用与护舷尺寸及护舷刚度均有关。研究结果可为实际浮托安装工程提供重要的参考。     

荔湾3-1上部组块浮托安装实测研究

随着海洋资源的开采走向深海,海上平台需要面对更加恶劣的海洋环境,因此,需要平台的质量更大,结构更强。而如何安装这些大型平台成为工程施工的重要挑战。浮托安装法是大型平台安装的一种十分有发展前景的安装方法,在浮托安装过程中进行实时监测,可以为浮托安装提供直接的信息反馈,保障安装的顺利进行。以荔湾3-1浮托安装为例,讨论了浮托安装过程中用到的实测技术,主要包括:浮托驳船及组块插尖的六自由度运动监测;施工海域海洋气象条件监测——风、浪、表面流和潮位;浮托驳船两侧护舷的载荷监测。并通过对实测结果进行综合分析,给出可靠的实测数据,为对比理论计算和模型试验,检验预报方法的可靠性提供支持。     

海洋平台浮托安装的数值实验研究

相较于传统的吊装法,浮托安装法是目前一种比较安全、经济、可靠的大型组块海上安装方法。本文对某平台上部组块的海上浮托安装进行了数值模拟,应用ANSYS-AQWA软件建立上部组块-驳船-系泊系统模型,在时域内对模型就位状态下的运动响应进行了耦合动力分析。重点研究了不同波浪工况下上部组块-驳船-系泊系统模型关键点的运动以及系泊张力的变化情况。研究结果对实际工程中应用浮托安装法施工具有重要的参考意义。     

惠州25-8 DPP组块动力定位浮托安装研究

从动力定位船舶浮托安装研究出发,归纳了动力定位船舶浮托安装的优势,并以"海洋石油278"驳船进行组块浮托安装为例,提出了南中国海大型组块采用动力定位船舶浮托安装的气候窗及动力定位能力分析方法,给出了惠州25-8 DPP组块动力定位浮托安装的关键设计结果。本研究对环境恶劣海况下的大型组块浮托安装具有一定借鉴意义。     

超大型组块浮托安装的创新设计与突破

浮托安装是海洋工程的一项新技术,起源于国外,替代了起重船作业,由于载运量大且组块连接调试时间短,目前已是海洋工程建设的重要技术手段。中国海油引进组块浮托安装技术,经再创新加快了海上平台建设     

荔湾3-1组块浮托安装实船监测与数值模拟

目前海洋平台日趋集成化、模块化,重量和体积都逐渐增大,使得适合安装大型组块的浮托安装法得到飞速发展。介绍荔湾3-1大型导管架平台浮托安装中使用的实测技术,对驳船的运动监测和海洋环境监测等测量数据进行分析,分析结果被应用于指导整个浮托安装过程,保证浮托安装符合安全施工标准。对浮托安装载荷转移阶段采用数值计算方法进行作业过程模拟,将计算结果与实测结果进行对比分析,两者具有较好的相似性。     

浮托安装进船过程中护舷碰撞力实测研究

浮托安装法广泛应用于大型组块海上安装。导管架平台上部组块浮托安装进船过程中,风、浪、流引起的浮托驳船横向运动造成浮托驳船与导管架桩腿的碰撞,碰撞力可能会对导管架结构造成损伤。陆丰7-2上部组块浮托安装中,为了监测碰撞力大小,设计了碰撞力海上监测系统。通过在导管架外侧四个桩腿上安装光纤光栅应变传感器对碰撞过程中导管架桩腿进行应力监测,进而计算碰撞力。对碰撞过程,载荷作用位置、方向进行简化,并对载荷大小及垂向作用位置对计算的影响进行了研究。结构分析模型简化后,测点von-Mises应力与碰撞力大小成正比,对导管架整体结构建模计算并取局部结构计算比例系数,结合应力实测数据计算出进船过程中驳船对导管架桩腿碰撞力。     

半潜式自航工程船“海洋石油278”开工建造

2010年7月19日,海洋石油工程股份有限公司、招商局重工（深圳）有限公司在深圳举行了5万吨半潜式自航工程船“海洋石油278”的开工仪式,这标志着这艘性能世界领先的半潜船提前开工建造。“海洋石油278”可以在全球无限航区航行,载重量53500t,下潜深度26．8m,是世界上第一艘拥有DP2功能的5万吨级以上的半潜式自航船,综合作业能力在国际同类船舶中处于领先地位,可以大幅提升海上平台组块的浮托安装、钻井平台的装卸与运输以及深水工程中的运输与安装作业效率。     

导管架钢桩测距及切割定位方法研究

过渡段是联接导管架钢桩与组块的结构部件,又作为调节导管架钢桩和组块误差的结构,其有着十分重要的作用.提出一种新方法利用全站仪与CAD结合的方式确定钢桩实际跨距,此方法具有操作简便、误差小等优点.详细叙述了导管架标高的确定,理论切割线的确定,及根据组块尺寸确定钢桩实际切割位置,并描述过渡段正确安装过程.所述方法成功应用于BZ29-4钻井帽和SZ36-1EDP组块海上安装.     

沙箱对桩腿耦合装置的影响研究

桩腿耦合装置(简称LMU)在平台浮托安装过程中上部组块插尖与导管架桩管对接期间起缓冲作用,是海上浮装的最重要装置之一。运用非线性有限元软件ABAQUS,对相同尺寸、受相同垂向载荷作用的有沙箱和无沙箱的LMU分别进行了显式准静态和动态数值模拟,并将计算结果进行对比,以考察沙箱对LMU力学特性的影响。结果表明,与无沙箱的LMU相比,有沙箱的LMU能够承受较大的外载荷作用,可提升外套筒钢材的使用效率,较迅速地降低载荷转移作业过程中整个平台的运动速度,提高平台浮托安装过程中能量吸收速率,并且能减小LMU在动态过程中的最大应力。     

国内外海上风电机组基础结构设计标准浅析

对国内外海上风电机组基础结构设计规范和相关标准进行了对比研究,结合我国海上风电机组基础结构设计开发中遇到的问题,论述海上风电机组基础结构设计中关于安全理念和设计荷载的设计方法和标准;分析对比各国规范对海上风电机组基础结构设计的推荐做法,剖析各国规范的设计理念和方法;比较海上风电机组基础结构与海洋石油平台在设计理念和设计标准方面的异同,并根据海上风电和海洋油气的行业特点,分析海上风电机组基础结构设计规范和海洋石油平台设计规范对于海上风电机组基础结构设计的适用性。在此基础上,基于我国海洋工程技术和海上风电产业的发展水平,提出发展我国海上风电机组基础结构的设计建议,指出我国海上风电开发中应注意和避免发生的问题。     

桶形基础负压沉贯海上试验研究与应用

海上现场试验对于桶形基础平台的沉贯安装十分重要.论述了桶形基础平台原型单桶模型在海上现场负压沉贯的方案、方法和过程,得出了试验结论,并将试验成果成功应用于CB20B采油工艺平台的海上沉贯安装,对浅水区桶形基础平台的现场施工具有指导意义.     

桶基平台负压沉贯施工机具的研究与应用

桶形基础采用负压沉贯方法施工, 初始入泥和倾斜控制成为制约桶形基础平台应用于浅水区的重要环节.通过分析沉贯、倾斜调整机理,设计了1种负压沉贯施工机具,并成功应用于CB20B桶形基础平台的海上安装,对浅水区桶形基础平台施工机具研究开发具有指导意义.     

海洋仪器设备规范化海上试验发展现状和建议

海洋仪器设备规范化海上试验体系的不断完善为海洋高技术发展打造了坚实基础。海上试验平台建设已经成为体现海洋强国能力的主要标志之一,也成为各沿海国家竞相发展的一项海洋科技基础设施。近年来,我国规范化海上试验平台和体系不断优化,制定了一系列海试技术规程和管理规范,完善了海上试验信息管理系统的业务化运行,为航次管理、航次船时共享提供了保障。本文从海上试验平台、船时共享平台和制度规范等3个方面介绍了我国海洋仪器设备规范化海上试验在"十三五"期间的总体进展,分析了我国规范化海试工作中有待提升的5个方面,并结合发展需要围绕多试验平台协作试验机制探索、试验场体系完善等工作提出了后续建设考虑。     

基于单片机的海洋环境监测系统的控制电路设计

设计并实现了一种基于C8051F340单片机的节能型自治式多功能海洋环境监测系统的控制电路.该电路利用模块化设计方法,通过合理选用器件和设计器件的工作模式,使控制电路具有低功耗、高可靠的特点.实验表明,该控制电路实现了潜标式主浮体对浮标式搭载平台的实时控制,同时实现了浮标搭载平台单向下潜、定点测量、自由上浮、自动避碰等状态的控制,方法简单新颖,实现了对海洋要素的长期连续观测.     

基于BP神经网络的深水自升式海洋平台智能控制模型试验研究

基于BP神经网络控制方法设计了一种适用于自升式海洋平台的智能控制系统。为了验证该控制系统的有效性,以墨西哥湾海域某典型深水自升式海洋平台为原型,根据动力相似准则按照1∶40的相似比设计海洋平台试验模型,采用磁流变阻尼器作为实施该智能控制方法的控制器,并对其主要参数进行了设计。在此基础上,在波浪水池中分别对有、无安装控制系统的自升式海洋平台模型进行了多工况的波浪试验,通过对比安装控制系统前后平台结构的响应幅度,研究了控制系统的振动控制效果。试验结果表明:基于BP神经网络的磁流变阻尼智能控制系统能够有效地控制自升式海洋平台结构的动力响应,且控制效果稳定。     

声学多普勒流速剖面仪海上比测试验研究

针对平台和试验条件对声学多普勒流速剖面测量仪（Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP）海上比测试验的影响,本文开展了基于坐底平台和浮平台的ADCP海上比测试验。本文统计了不同测量时间段、不同剖面深度比测ADCP所测流速、流向数据的相关系数和均方根误差,完成了基于坐底平台、浮平台开展ADCP海上比测试验总体效果分析,并研究分析了采样时间、海况等试验条件对浮平台试验结果的影响。研究结果表明：浮平台相较于坐底平台更适合开展ADCP海上比测试验,采样时间段不同、海况等级不同都会影响海上比测试验结果。本文研究成果可为进一步优化海上比测试验结果提供方向,为规范国产ADCP的检验验证手段提供理论基础和实践依据。     

基于眼动追踪技术的海洋平台居住空间关键形态设计要素提取

海洋平台居住空间是平台作业人员的居住、休闲场所,其设施的形态设计对调节作业人员在海上居住时的身心舒适性具有重要的作用。目前对居住空间的标准化设计是海洋平台设计的重要趋势,然而,居住空间的视觉环境复杂,形态设计要素众多,不利于把握设计重点。研究基于海洋平台设计标准,将其内装设计解构为形体、色彩、质感、光影、空间五个基本要素,并利用虚拟现实技术搭建出四人间、六人间的虚拟场景。采用眼动追踪技术进行眼动实验,眼动热图及方差分析结果验证了解构形态设计要素的合理性并析出关键形态设计要素,结合专家评估法对实验结果进行了补充和完善,为内装环境的标准化、人性化设计提供了基础资料。