水下机器人在深水海底电缆维修中的应用

随着海洋石油开发向深水区域的发展,对于包括海底电缆、海底油气输送管线、水下井口等在内的水下设施的维修工作日益增多。本文通过实例,介绍了水下机器人作为一种实用的水下作业工具,能够在深水海底电缆维修项目中代替饱和潜水作业,并具有突出的经济性,其在海洋石油工程项目中的作用将越发重要。     

压力平衡式远程自动控制海底管道开孔机设计

为弥补国内在水下开孔技术领域与国外的巨大差距,研制了海底管道开孔机。海底管道开孔机在传动系统、压力平衡系统及远程自动控制显示系统采用了创新设计,满足了开孔机水下无人操控的作业要求。压力平衡系统设计要求平衡管道压力、防止海水渗入机体及避免密封机体内部因运动造成的阻尼过大等作用。远程自动控制系统采用电气控制和液压控制相结合的设计方案,利用电磁编码器采集工作状态信息,简化了机械计数装置,提高了监测和控制精度。通过开孔试验验证,开孔机工作正常,达到了设计要求。     

前混合磨料水射流水下排除爆炸物装置技术

为了解决常用切割技术不适宜在水下作业的难题,从工程应用出发,运用数学建模分析、软件模拟仿真等方法,对前混合磨料水射流系统的水下切割技术进行了相关研究和仿真.研究表明,在预设加紧力200N的条件下,设计的装置可以搭载喷枪进行水射流水下排爆作业,水射流过程具有高能、冷态、点割、非接触等特点,可以对各种材料进行任意切割,尤其...     

地震激励下海底悬跨管道动力响应的数值分析

为开展地震激励下海底悬跨管道的动力响应分析,考虑海流-地震荷载耦合作用建立修正的Morison方程并推导管道运动方程,建立多点地震输入非线性数值分析模型,动力响应分析结果与已有海底管道的水下模型试验结果吻合较好.在此基础上探讨管道悬跨长度、悬跨高度、管道内有无液体和多点地震输入等因素对管道动力响应的影响.结果表明:管道悬跨长度、悬跨高度是影响管道动力响应的主要因素;悬跨长度每增加1倍,应力会增加37.1%;悬跨高度增加1倍,应力增加21.8%;多点输入工况下应力增加38.7%;满水管道应变平均增加27.1%.     

声学探测技术在海底管道外检测中的应用

在海底管道的外检测过程中,为明确海底管道的真实赋存状态,常使用工程物探和潜水摸探对其进行调查,其中声学探测技术的应用最为广泛。本文以SONIC 2024多波束测深系统、SES 2000参量阵浅地层剖面系统、KLEIN 3000侧扫声呐系统为例,系统介绍传统声学探测技术在北部湾某单点系泊(SPM)海底输油管道外检测中的应用。在此基础上,结合扫描声呐、合成孔径声呐等声学探测技术,探讨各类声学探测技术的优劣性及适用条件,指出海管外检测技术的发展方向。多种声学探测技术的综合运用是准确评价海底管道状态的基础,海底管道外探测方案的选择应综合考虑海域条件、设备优缺点、作业载体、工作成本等因素。海管外检测技术向着设备集成化、检测精细化、识别智能化的方向发展。     

海底管道SSIV设置研究

针对海底管道水下隔离阀系统(SSIV)设置成本过高而存在的设置必要性问题,建立基于定量后果分析的SSIV评估系统.基于历史数据库研究海洋立管和海底管道的泄漏频率,通过实验与经验模型进行对比确定气池直径的计算方法,并运用PHAST软件计算火灾事故后果,用自主开发软件定量计算水下油气泄漏扩散后果；在此基础上对火灾爆炸事故后...     

海底资源输送机

听说海底蕴藏着丰富的矿产资源,于是我想驾驶着自己设计的海底资源输送机到水下探宝。快到海底时,只要按下启动键,输送机就会开始工作,从吸到的泥土和石头中筛选出有用的物质、并通过管道把它们输送到停在海面的大轮船里。     

海底油气管道水下修复技术开发及工程应用

海底管道是海上油气集输和生产系统的生命线,一旦出现泄漏,不仅造成油气集输和生产中断,更会造成对海洋环境的污染,如不及时修复,后果十分严重。为保障油气管道的安全生产,海洋石油工程股份有限公司开发了海底油气管道水下修复技术。介绍了该技术的创新成果及意义。     

海底管道关于锚泊作业的定量风险评估

各种工况下的锚泊作业,由于操作失误而脱锚,海底管道有被锚或锚链撞击而破损的危险,本文根据锚泊作业的不同情况,提出了锚与锚链撞击管道的概率及撞击能量的计算公式,结合后果分析可得到故障概率,为海底管道在偶然荷载下的定量风险评估打下了基础.     

烟台市套子湾污水处理厂排海管道施工技术概论

介绍了烟台市套子湾污水管道设计,管道施工特点,探索海底大口径法兰对接管道施工方法;包括:1)管道设计2)管道施工3)钢管下水拖带4)水下法兰对接5)施工锚泊系统的配置     

砂土海床海底管道贯入的数值模拟

为预测砂土海床海底管道贯入深度,在ABAQUS下建立了砂土海床海底管道贯入的耦合欧拉-拉格朗日有限元模型,模拟海底管道在风浪流及自重等荷载作用下贯入砂土海床的过程,研究了管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角、剪胀角及弹性模量对管道贯入深度的影响。结果表明,在海底管道贯入过程中,管道两侧海床隆起,在海床土体内形成了自管道底部延伸至海床表面的连续滑动面,砂土破坏表现为整体剪切破坏形式;管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角及剪胀角均会影响砂土海床海底管道贯入深度,其中砂土内摩擦角对海底管道贯入深度影响最大,而砂土弹性模量则对海底管道贯入深度没有显著影响。海底管道贯入阻力随管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角和剪胀角增加而呈幂函数增大。所提海底管道贯入深度预测公式考虑了管-土界面相互作用和砂土力学特性的影响,能准确预测砂土海床中管道的贯入深度,可为砂土海床海底管道在位稳定性评估提供基础数据。     

GeoSwath多波束系统在海底目标探测中的应用

通过合理设置多波束探测参数,增加海底目标探测的数据点数,调节回波模拟数据的TVG增益等措施,获得目标的高精度深度和图像信息,实现对海底目标的识别,使GeoS-wath多波束在水下目标探测中具有复合探测能力.对海底人造目标和沉船目标进行探测试验,为交通领域水下精确海图制作提供了来源.     

海底管道边界条件类型及其对走管行为的影响

针对深海海底管道两端通常与井口、悬链线立管、器管收集器等相连,管道端部边界条件复杂的情况,为了探究不同的管道边界条件对走管行为的影响,将海底管道端部边界条件简化为3种类型,即类型Ⅰ两端水平力、类型Ⅱ一端水平力一端倾斜力和类型Ⅲ一端弹性边界一端水平力,建立不同边界条件下海底管道走管数值模型,对比分析不同类型边界条件下海底管道走管行为。结果表明：类型Ⅱ边界条件与类型Ⅰ相比,随着管道端部拉力倾角增加,管道轴向拉力减小,走管量也减小,管道拉力倾角从0°增至60°,最大轴向拉力减小6.73%,走管率减小50%,这意味着悬链线立管形态改变,使得作用于海底管道的拉力方向改变,相应的海底管道走管量也随之改变;类型Ⅲ与类型Ⅰ边界条件相比,类型Ⅰ边界条件下海底管道走管率为恒值,随着升降温循环次数的增加,海底管道走管量近似线性增长;类型Ⅲ边界条件下海底管道走管率受器管收集器弹性刚度影响,弹性刚度越大,第1次升降温循环走管率越大;随着升降温循环次数增加,管道走管率快速衰减,直至为0,类型Ⅲ边界条件下多次升降温循环最终走管量通常小于类型Ⅰ。3类边界条件下海底管道走管行为差异很大,可为实际工程中分析海底管道端部边界条件类型、选定合适的边界条件提供参考。     

杭州湾海底管道滩海施工技术浅谈

杭州湾海底管线长达53.5公里,是我国在强潮流区海湾建设的第一条大口径的长输原油管道。本文以Φ762mm管道的铺设为例,就杭州湾南岸滩海海底管道施工的关键工序、施工工艺和海底管道自埋技术的应用进行了介绍。文章还对工程施工中应注意的一些问题进行了探讨。     

海底管道SSIV设置研究

针对海底管道水下隔离阀系统（SSIV）设置成本过高而存在的设置必要性问题,建立基于定量后果分析的SSIV评估系统．基于历史数据库研究海洋立管和海底管道的泄漏频率,通过实验与经验模型进行对比确定气池直径的计算方法,并运用PHAST软件计算火灾事故后果,用自主开发软件定量计算水下油气泄漏扩散后果;在此基础上对火灾爆炸事故后果升级问题进行研究,实现对设置SSIV带来收益的准确评估．该方法已成功运用到南海深水油气勘探开发示范工程某气田的SSIV设置研究中,可供其他工程借鉴参考．     

水声换能器在海底通信中的研究

为了实现封堵器海洋工作环境中的无线遥控动作,封堵器海底工作中采用了水声通信技术。水声换能器在水下通信过程中起到了无可替代的作用。整个水声通信过程可以归结为首先由PC机发出指令给调制解调器,经功率放大匹配后送至水声换能器,水下部分按逆方向接收。本文对水声通讯频率的选择及水声换能器的选型进行了研究,并利用中国科学院水声研究所研制的FSQ-37型水声换能器,进行了换能器性能测试试验,确定了水声通讯的载波频率。水声换能器的研究将会对海底石油管道水下维修时通信的稳定性和可靠性提供较高的保障。     

海底底质声学现场探测设备机械系统研究

海底底质声学特性在海洋工程勘察、海底资源勘探开发、海洋军事国防建设等方面具有重要的应用价值.随着海洋事业的发展,对海底底质声学现场探测设备的要求也越来越高.首先介绍了所研制的海底底质声学现场探测设备的机械系统,然后基于AMESim和Workbench联合分析,确定了机械系统的工作荷载,以滑轮组支架为例进行了优化.研究表明,经过仿真优化,能够大幅度降低机械系统总质量,延长设备水下作业时间.研究成果对海底底质声学现场探测设备机械系统设计具有参考价值.     

杭州湾海底管道滩海施工技术浅谈

杭州湾海底管线长达53.5公里,是我国在强潮流区海湾建设的第一条大口径的长输原油管道.本文以Ф762mm管道的铺设为例,就杭州湾南岸滩海海底管道施工的关键工序、施工工艺和海底管道自埋技术的应用进行了介绍.文章还对工程施工中应注意的一些问题进行了探讨.     

一种基于ADAM模块的挖沟机控制系统

在海洋油气资源开发的过程中,海底管道及电缆铺设渐渐成为重要的一个工程领域。在这个过程中,挖沟机起到越来越重要的作用。海底管道/埋缆挖沟机成为不可缺少的施工设备。以往的挖沟机控制系统非常简单,几乎没有传感器,下水后无法及时反馈挖沟机工作状态,给施工带来了很大的不便。该文介绍了一种基于研华ADAM模块的挖沟机控制系统,可以实时监测挖沟机运行状态,及时调整挖沟作业中母船的工作参数,使挖沟作业更加顺利的进行。     

全压力平衡式海底管道开孔机设计

为满足国内海底管道开孔和管道维修的需求,进行了海底管道开孔机的研制。因为海洋管道开孔机要满足海底开孔作业要求,故重点研究了三种压力平衡方式用于开孔机的压力平衡设计,即活塞式、波纹管式和胶囊式压力平衡方法,并且通过研究比较选择了胶囊式压力平衡方法,对全机进行了压力平衡设计,胶囊式压力平衡可同时满足海底和陆上的开孔环境要求。通过开孔机实验,开孔机工作正常,平衡压力效果满足设计要求。