深海石油平台及其锚固基础形式评述

随着全球对能源需求量的不断增加,海上石油开发逐渐向深海甚至超深海范围发展,传统的海洋平台已经不能满足海洋油气开发的需要。顺应式塔式平台(CT或CPT)、张力腿式平台(TLP)、迷你张力腿式平台(Mini-TLP)、Spar平台、水下生产系统(Subsea System)、浮式生产系统(FPS)和浮式生产储油装置(FPSO)等各种结构形式被用于深海的开发。随着水深的发展,系泊系统(含锚固基础)成为平台的关键部分。深入了解这些结构各自的特点、使用情况以及锚固方法,将有助于我国深海石油事业的发展。     

海底动力环境原位监测中数据管理系统的设计

海底动力环境原位监测在海底监测中的重要性不言而喻.而数据管理系统是海底动力环境原位监测中的核心模块.数据管理系统以ARM9为硬件核心、Linux2.4.20为软件平台,集成三台深海仪器,为岸上基站与深海仪器之间提供实时的、可靠的控制及数据接口.经实验验证该系统可以稳定地为岸上基站提供实时动力环境数据,最后提出了系统还待完善的几个问题.     

平台基海洋环境立体监测系统的研制及应用

介绍了一种基于海洋石油平台的海洋动力环境立体监测系统的系统组成和工作原理。该平台基监测系统由气象监测系统、浮标监测系统、有缆潜标监测系统、测波雷达、通信和岸站系统五部分组成,开展风、浪、流、内波等环境参数的长期、定点监测,并通过平台网络系统实时传输测量数据。经过海上长期试验表明该系统能够稳定可靠地在平台上运行,可为中国油气资源开发走向深海提供可靠的技术支撑和安全保障。     

导管架平台健康监测中的信号处理技术

振动信号处理技术能够提取反映结构健康的特征信息,在导管架平台健康监测中发挥了重要作用。为了给导管架平台健康监测与振动特征提取的发展提供借鉴和指导,文中对导管架平台特征提取中常用的信号处理方法:傅里叶变换、小波变换和希尔伯特-黄(Hilbert-Huang)变换进行了综述,系统总结了它们的基本理论、适用范围、优缺点以及在导管架平台健康监测中的应用情况。文中发现傅里叶变换方法简单、适用性强,对于平稳信号有很好的处理效果;小波变换和希尔伯特-黄变换能很好地提取非平稳信号的时频特性,在导管架平台健康监测与特征提取中应用广泛。同时,随着人工智能算法的快速发展,未来的发展中,可以进行信号处理方法与人工智能算法的结合使用,以期获得更好的信号处理效果。     

深海观测平台技术

介绍了深海观测平台的重要性,以及国内外在此项技术上的发展现状,并提出了一套深海观测平台技术的设计构想以及对于未来发展方向的建议和展望。     

一种深海系留平台有限元应力分析

深海系留平台是"深海潜标总体关键技术"中最重要的系统组件,是支撑系统的核心,要求有承载深水压力、提供系统浮力和装载仪器设备的能力。针对要求,通过有限元分析软件对深海系留平台的耐压强度进行了深入、细致地分析计算,并经优化完善最终得出深海系留平台可行性分析结论。     

深海采矿潜在环境影响因素及监测技术体系研究

目前深海采矿潜在的生态环境影响引起来了广泛关注,文章针对工业化深海金属矿产资源开采潜在的环境影响监测评估需要,系统地总结了深海铁锰多金属结核、铁锰富钴结壳以多金属硫化物等主要深海资源的基本产状,分析了“物质迁移-羽流产生-声光电磁噪声-耗氧-有毒物质释放”等主流采矿工艺潜在的环境影响因素,基于深海采矿生态环境影响评估调查研究的技术需求,从实施深海采矿环境监测实验工程、建立深海重大装备系统、发展原位监测传感器等方面提出了深海采矿环境监测技术体系建设构架,以期为我国深海采矿生态环境监测保护技术发展提供借鉴。     

深水新型水下立管支撑平台研究

FPSO系统在深海海洋油气资源开发中扮演着重要的角色,而深水FPSO系统水下立管管路较长,立管整体重量较大,立管在水流作用下产生的涡激振动也较强,这些将给FPSO主船体带来严重的稳性、强度及疲劳问题。鉴于此,深海FPSO系统在油气资源开发过程中,须在水下一定深度设置若干水下软管支撑浮体,用以支撑来自深海海底的管线,减轻深水立管对FPSO的负载作用。随着深海资源开发的深入发展,传统水下软管支撑浮体作为FPSO系统的关键装备已经无法满足深海开采的需求,寻求大型化、深海化、生命周期长久化的新型水下立管支撑平台迫在眉睫,设计简便快捷、低风险的安装方法成为其开发过程中的重点和难点。详细描述了水下软管支撑浮体的产生及其发展历程,针对深海开发的需求提出了新型立管支撑平台的新概念,着重对新概念下下水安装更便捷的耐压立管支撑平台设计原理及其下水安装方式展开了分析,最后对水下软管支撑浮体和新型立管支撑平台的关键技术进行了总结,并提出了需进一步解决的问题。     

深海生物原位实验与生态监测研究进展

深海在黑暗、高静水压、低温(黑烟囱等热液系统除外)和寡营养的极端环境下形成了特殊的生境。对深海生物/微生物的研究,不仅可以揭示各种深海生物的生理代谢特性和动态变化规律,而且有助于深海生物资源的开发利用,特别是深海微生物碳循环机制的相关研究可为全球实现碳中和目标提供新的路线图。研究深海生物的首要条件是获得大量保持原位特性的样本,然而传统深海采样手段的局限可能导致深海相关研究结果无法反映深海环境下真实的生命过程,亟需发展满足深海生物原位研究的采样方法和生态监测技术。本文对深海生物研究现状,相关科学问题和原位组学研究进展,以及原位生态监测装备研发和应用进行综述,并对深海原位生物实验室进行了展望。     

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。     

海床基自动监测平台技术的研究应用

介绍了海床基自动监测技术国内外进展，就海床基自动监测平台系统的关键技术进行了论述。海床基自动监测平台系统是携带众多海洋环境观测传感器在海底工作的、自容式综合测量装置。它可布设于河口、港湾或者近海海底，对悬浮泥沙参数、海洋动力参数、温、盐和水质进行长期、同步、自动测量；系统回收后，通过系统软件建立各种海洋动力条件下特别是大风浪条件下悬浮泥沙的运移规律；建立温、盐、水位、流速剖面和通量、水质的时空变化规律。将多个站点的监测数据进行综合处理建立起海洋水体交换生态环境的时空联系，为科学地管理、治理和利用海洋自然环境造福人们提供决策依据。     

2004～2005年冬季南堡-曹妃甸海域海冰监测报告

南堡-曹妃甸海域是渤海湾冰情严重海域之一。本文根据海上平台、陆地测点、航空监测、船舶调查及卫星遥感等有关海冰监测资料及相邻海域有关海冰监测资料,给出了该海域本年度冰期、冰型、冰厚、结冰范围、浮冰最大外缘线及海冰时空分布变化等状况,综合分析得出,本年度该海域的冰情状况接近于正常年份。     

海底有缆在线观测系统研究与应用综述

获取高质量海洋观测数据是维护国家安全和权益、保障人类生存与可持续发展、应对全球气候变化、开发利用海洋资源、防灾减灾等的重要基础。随着海底观测技术的发展,海底有缆观测已成为地球观测的第三个平台。通过借鉴国内外海底观测网的成熟技术,设计研发单节点海底有缆在线观测系统,主要包含海底观测、电力信息传输和陆上人机交互信息管理等三个子系统,具有高度可扩展性,可根据监测需求集成安装常用的各类海洋观测仪器和水下高清摄像头,从而实现海洋环境和水下生物资源的原位、长期、连续、稳定的在线观测。研发的海底有缆在线观测系统构造简单、扩展性强、经济成本低,已广泛应用于山东省海洋牧场观测网的海洋生态环境和渔业资源、辽东湾的冬季海冰、海洋牧场与海上风电的融合效应、河流入海口水质、海上溢油等不同领域的业务化监测中,为我国海洋生态环境保护与修复、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾等提供了高质量的科学数据支撑。海底有缆在线观测系统是业务化海洋在线观测技术领域里的创新研究,具有重要科学意义和广泛应用前景。     

一种新型的6000米深水可视可控轻型沉积物柱状取样系统

为了获得连续、低扰动、超长的深海海底沉积物样品,研制了一套可应用于最大水深6 000 m,最长取样可达25 m的可视可控轻型沉积物柱状取样系统。本套设备主要包括甲板控制单元、取样系统和立式收放机构3部分。在取样过程中,本系统充分利用动能和深海液压锤夯击双动力组合,即取样过程包括前期的重力贯入和后期的夯击取样两个过程。液压锤夯击机构的配置使取样器在不显著增加自身重量的前提下,完成超长、连续、低扰动的深海沉积物柱状样采集工作。取样器的组合与拆卸采用立式吊装的方式,极大地降低了取样过程中的工作量和所需甲板作业空间。水下监测系统的配置解决了以往盲采样的弊端。除此之外,本取样器还设有多个标准通用端口,可以扩展为多种设备的集成平台,完成多种数据的采集。目前本套设备已经成功进行了海试,并作为主要沉积物取样设备成功应用于多个海上调查航次,取得了一系列连续、低扰动的柱状样品,有效地提高了我国深海可视可控柱状取样的技术水平。     

基于GIS的农村乡镇污染企业环境监测系统的设计

研究主要是以Visual studio 2005为开发平台,结合GIS组件和GPRS/CDMA宽带通讯技术进行农村环境监测系统二次开发。系统由水质自动监测系统、空气质量监测系统、噪音监测系统、和监测中心4部分组成。它具有样品自动采样、污染因子在线监测、农村污染源排放总量监测、数据自动传输和汇总分析等功能。     

海域海岛监视监测体系研究及在南沙区的应用

海域海岛动态监视监测业务是加强海域海岛管理的有效手段。文章对海域海岛监视监测业务体系进行研究梳理,分析无人机低空遥感技术在监视监测工作中的优势,设计建立无人机监视监测业务管理系统,应用于南沙区海域海岛监视监测工作,并介绍了监视监测工作中的几个实际应用。采用无人机低空遥感技术为主并建立无人机监视监测平台的办法,拓展和丰富了监视监测成果,有效促进了海域海岛监管能力提升。     

唐山海域动态变化遥感业务化监测及模式研究

基于海域动态监视监测的需求,对唐山市2012年9月至2013年10月的海域变化进行了2个期次的遥感动态监测。结果表明:唐山市海域变化数量多、面积大、频率高,海域变化的原因主要为填海造地、基础建设和围垦养殖等人类开发活动。针对海域动态变化遥感业务化监测的需要,从海域变化信息管理模型、监测频率、时间和业务体系等方面研究了海域动态变化遥感业务化监测体系,建立了海域变化遥感信息模型,提出了海域动态变化遥感业务化监测体系方案。     

风机基础TLP平台在波浪中运动性能的CFD数值分析

随着海上风能的开发向深水发展,支撑风机的载体平台越来越受到关注。在经济性与安全性、稳定性的多重要求下,张力腿平台（TLP）在海洋风能资源的开发中体现出了重要地位。采用基于开源平台OpenFOAM开发的计算流体动力学（CFD）水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU对一座处于中等水深下的风机基础水下TLP（STLP）的运动响应进行了数值模拟与研究。文中使用弹簧锚链模型模拟STLP的垂向系泊锁链系统,模拟该平台在不同波浪环境下的运动响应情况。首先将STLP单自由度自由衰减CFD模拟结果与已有全耦合时域分析结果进行对比,验证了naoe-FOAM-SJTU求解器及使用弹簧模型模拟STLP系泊系统的准确性与可靠性。随后在考虑非线性波浪载荷的情况下研究极端海况下与一般作业海况下STLP的运动响应情况,计算工况中的风机基础所受弯矩及锚链受力情况,并详细展示流场、速度场信息,分析高阶波浪成分、不同海况等条件对于STLP运动性能的影响。研究结果表明,TLP在中等水深中具有良好的运动性能,naoe-FOAM-SJTU求解器可以有效模拟水中生产平台在波浪环境下的水动力问题,并可以对整个流场进行可视化展示与分析。     

基于突发海洋生态灾害防范的海洋工程海冰灾害风险监测——以渤海石油平台为例

基于突发海洋生态灾害防范的需求,文章以渤海石油平台为例,研究海洋工程海冰灾害风险监测系统及其应用。研究表明,围绕风险监测的目标和内容确定系统构架,渤海石油平台海冰灾害风险监测系统主要包括结构运行状态监测和海冰环境要素监测2个子系统,可综合结构振动监测和冰情监测直接判别和动态监控风险等级。