海缆安全影响因素评述

通过对国内外威胁海缆安全因素的研究资料和研究成果的分析，全面论述了影响海缆安全因素的种类及其对海缆的可能破坏方式和破坏的严重程度。简要说明了不同因素对海缆威胁的可能原因与相应的预防措施，为海缆安全运营提供科学的理论依据。     

海上风电施工中海缆敷设张力影响因素权重分析

为分析挖掘海缆敷设监测数据中对施工质量的有益成果,研究影响海缆敷设张力因素权重量化问题,本文基于某海缆敷设工程施工数据,利用随机森林方法,分析研究海缆敷设施工对海缆张力的有关影响因素。以张力作为因变量,根据地理位置信息和作业时间计算得出实际航行速度,以航行速度、水深、侧向力和埋深作为自变量,在对施工数据进行清洗挖掘的基础上,利用随机森林方法分析各因素对张力的影响权重,得出特征重要性排序。结果表明：海缆张力的影响,航行速度在所有特征中的特征重要性最高,权重占比 0.57,其次是埋深和水深权重分别占比为 0.23 和 0.18。研究所得结果与已有文献分析进行了对比,体现了所得结果的有效性和优势,为海上风电工程施工和海缆敷设施工质量安全提供帮助和参考。     

基于材料非线性的两种海缆弯曲限制器的有限元分析与试验验证

海缆在使用过程中,受到洋流冲击及自身重量的影响,容易过度弯曲,从而影响海缆的寿命,造成经济损失。弯曲限制器是防止海缆过度弯曲的重要附件。文中建立海缆弯曲限制器A、B两种不同结构的模型,通过有限元模拟分析,比较在相同弯矩载荷下两种结构的锁紧弯曲半径及应力、应变情况,并通过试验验证两种结构的实际使用情况和模拟分析结果的一致性,为海缆弯曲限制器的优化改进提供了参考。计算结果表明:随着弯矩的增大,两种结构的锁定弯曲半径的变化趋势一致,但相同的弯曲半径下所能承受的载荷和两种结构曲率的平缓度有着较大的差异;在相同的应用环境下,B型结构能够更好地保护海缆,限制海缆的最小弯曲半径。     

海洋电缆弯曲加强器参数化设计与分析

为建立海洋电缆弯曲加强器参数化设计方法,使用有限元模型进行了弯曲加强器设计参数研究.基于海缆及其弯曲加强器的几何结构及受力特点,建立了基于多相耦合梁单元的平面有限元模型,可以计算并分析海缆及其弯曲加强器在一定角度的张力作用下的形变与等效应力分布.通过多个案例系统性地分析了弯曲加强器的主要设计参数,即根部直径、锥体段长度及材料弹性模量,对海缆弯曲挠度、曲率及等效应力分布的影响.文中原创性地提出了弯曲加强器组合设计参数φ(t,L,E).通过定量分析确定了其与海缆最大曲率之间的近似线性关系,并由此设计了参数化的弯曲加强器设计流程.通过设计实例验证了组合参数与海缆最大曲率之间关系的准确性和参数化设计流程的有效性.     

海洋电缆弯曲加强器参数化设计与

为建立海洋电缆弯曲加强器参数化设计方法,使用有限元模型进行了弯曲加强器设计参数研究。基于海缆及其弯曲加强器的几何结构及受力特点,建立了基于多相耦合梁单元的平面有限元模型,可以计算并分析海缆及其弯曲加强器在一定角度的张力作用下的形变与等效应力分布。通过多个案例系统性地分析了弯曲加强器的主要设计参数,即根部直径、锥体段长度及材料弹性模量,对海缆弯曲挠度、曲率及等效应力分布的影响。原创性地提出了弯曲加强器组合设计参数φ (t, L, E)。通过定量分析确定了其与海缆最大曲率之间的近似线性关系,并由此设计了参数化的弯曲加强器设计流程。通过设计实例验证了组合参数与海缆最大曲率之间关系的准确性和参数化设计流程的有效性。     

微分有限元海缆磁异常探测方法研究

海缆在长久的电力信息输送过程中,损坏故障等突发事故经常发生,研究海缆在地磁背景下环境周围产生磁异常扰动信号,确定海底海缆轨迹和埋设深度,能够在突发状况之后迅速针对该区域内的海缆进行定位,及时对海缆进行维修。基于微元磁偶极子有限元仿真建立海缆磁场模型,探究了检测距离(D_CPA)、海缆长度(L)、背景磁场对海缆磁异常特性的影响规律。通过研究可知：D_CPAD_CPA>L时衰减指数约为–2.8,D_CPA>3L时衰减指数约为–3;D_CPA固定时,海缆磁异常随长度明显增加到一定程度会趋向稳定,信号发生畸变;背景磁场分量改变不仅可能改变海缆磁异常信号的强度,还可能改变其信号波形特征。     

海底管道遭受船锚撞击的风险分析

坠锚事故容易对海底管道造成撞击损伤,引起环境污染及经济损失。为保证管道在运行期间的安全,有必要对其进行风险分析。基于可靠度理论,在DNV规范(DNV-RP-F107)推荐方法的基础上,本文提出了一种失效概率的计算方法,该方法可考虑船锚质量、尺寸及管道尺寸、材料强度等因素对失效概率的影响,与实际情况更相符。结合工程实例,对船锚撞击作用下的海底管道进行了风险分析。考虑随机变量的变异性,探讨了管道失效概率对各变量的敏感性。分析结果可为降低海底管道损伤风险及采取合理的防护措施提供技术参考。     

子母管结构中海缆涡激振动特性研究

采用流固耦合分析方法,对某海洋石油开采项目采用的子母管结构进行涡激振动特性研究,并与相同海缆在自由悬跨状态下振动特性进行比较。数值仿真结果显示,受母管影响,子母管中海缆由于涡街效应产生的升力振幅随时间变化不一致,而单根海缆升力幅值稳定;子母管中海缆产生的拖曳力高出单根海缆65%,振动幅值加大,并且沿整根海缆尾流中湍动能分布呈现随机性,导致水动力沿整根海缆分布不均匀。提取海缆升力与垂直水流方向振幅进行比较,发现涡激升力是导致垂直方向振动的主要原因。子母管中海缆在水流阻力和涡激升力共同作用下产生较大的位移和应变,应进一步调整夹具间距和剩余张力来减缓海缆疲劳损伤。     

中国海海底沙波对海缆埋设施工的影响分析

基于中国海大陆架区海底沙波的分布、形态和移动特征,分析了沙波对海缆施工的埋设张力和埋设深度的影响。提出了在沙波区进行海缆施工时应注意的事项和需要采取的必要措施,为在中国海海底沙波区进行海缆施工提供参考和借鉴。     

基于自动识别系统的海缆保护方法研究

针对海缆在使用过程中经常出现的锚损现象,通过对自动识别系统（AIS）功能和海缆保护要求的分析,重点利用AIS广播信息中包含船舶经纬度的特点,提出了一种利用AIS进行六点布控的海缆保护监测方法。六点布拉法可以弥补一般人工监测和摄像机监测等方法的不足,真正实现海缆的实时和动态保护。