深海水下技术装备发展研究

摘要:深海水下技术装备是认知深海、开发深海资源以及保护海洋生态的关键,拓展深海新空间面临复杂多变的环境挑战,亟需高水平的深海水下技术装备作支撑。本文立足我国海洋强国建设的发展实际,分析了深海水下技术装备的体系构成和发展需求,从深海观测/探测与感知系统、水下施工作业装备、深海水下油气生产系统、深海矿产资源开发装备4 个方面出发,梳理了国外深海水下技术装备的发展现状和趋势。在此基础上,总结了我国深海水下技术装备研制的发展现状,分析了发展面临的工程挑战,剖析了相关关键技术装备体系和关键物理力学机制,概括了深海水下技术装备的典型装备代表和装备图谱,凝练了我国深海水下技术装备的共性关键技术,涵盖智能化与自动化技术、精密元器件加工制造技术、高精度定位导航、高速率通信技术、大系统力学计算与分析和跨尺度工程设计方法与技术等方面。为实现我国深海水下技术装备的高质量发展,研究建议:加强深海水下工程技术发展的顶层设计,推动构建共性关键技术协作体系;增强我国深海水下技术规范和标准的行业影响力,大力开拓国际市场;高质量推进兼容通用的平台建设;注重培养深海水下工程科技创新人才,为加速实现海洋科技产业高水平发展提供支撑。

深海深地钻探用复合片钻头的现状和展望

摘要:金刚石复合片钻头在国内外的钻探市场中已获广泛应用,在深水深地钻探领域是不可缺少的钻探工具。其市场广阔,经济效益可观,但金刚石复合片钻头的质量尚需提高,其一是金刚石复合片本身的性能提高,其二是金刚石复合片钻头设计理念更新,以顶级钻头产品占领国内外钻探市场。

海上浮式风电装备防腐技术

摘要:为满足海上浮式风电装备25 年的防腐需求,根据海上环境特点和海上浮式风电装备的结构特点,将其腐蚀环境分为大气区、飞溅区、全浸区、内部区和压载舱区等5 大区域。在此基础上,参考防腐相关标准,对腐蚀分区环境内不同基材的防腐配套体系进行研究,提出对应的防腐涂层配套体系,并通过腐蚀加速试验验证涂层体系的可靠性。研究提出的海上浮式风电装备叶片、机舱、塔筒、浮式平台的防腐涂层体系可为海上浮式风电装备的防腐体系构建及优化奠定基础。

海洋工程典型装备智能化研究进展

摘要:为了推动海洋工程装备智能化发展、加快智慧海洋工程装备建设,综述了海洋油气资源开发中关键装备的实践创新,包括海洋柔性立管及脐带缆、海洋浮体结构以及海洋结构监测技术3个研究领域。首先,通过对现阶段的海洋柔性立管及脐带缆发展现状进行系统阐述,总结了智能算法在结构分析与设计中的探索尝试;其次,介绍了海洋浮体结构的理论模型、数值模拟和模型实验在智能化方向的发展历程,指出了现阶段分析技术的局限性及未来的重点研究方向;最后,梳理了海洋装备结构智能化监测技术的应用研究,强调了监测技术作为智能感知的重要途径,在未来的发展中将逐渐标准化与智能化。随着信息技术高速发展,传统自动化手段难以解决海洋装备运维过程中面临的新挑战。全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测以及协同控制等多种智能化技术综合应用于海洋工程装备,已经是未来发展的必然趋势。

海上风电制氢关键技术及突围路径

摘要:海洋可再生能源非常丰富,但能量难以储存。利用海上可再生能源发电制备绿氢,可为绿色能源的储存提供全新的思路。本文主要分析了海上风电制氢关键技术,详细论述了海上水电解制氢技术、海上氢能储运技术、海上制储氢装备设计以及海上制储氢方案4个方面,并对国内海上风电制氢关键技术进行了对比与总结。在此基础上提出了相关对策和建议,为我国海上风电制氢技术与装备的创新发展提供参考。

系泊连接装置发展现状及其在漂浮式风电中的应用

摘要:连接装置是海洋浮体系泊系统的重要组成部分,用于不同系泊组件之间以及系泊系统与浮体的连接。近几年,漂浮式风电发展迅猛,全球报道了多个示范项目,成规模的风场建设已见规划。要实现商业化,就必须进一步控制项目成本,而系泊系统作为漂浮式风电的重要组成部分,驱需通过技术创新实现降本增效。在海工行业,各种系泊连接装置已经过多年应用和验证,在系泊连接、安装、维护、更换等方面相对成熟。针对漂浮式风电应用场景,开展系泊系统优化设计,优化配置各种系泊连接装置,并在此基础上开发新的连接组件,进而提升漂浮式风电的系泊设计、制造和安装能力,从而实现风电成本有效控制。

海洋非黏结柔性软管金属层失效机制研究进展

摘要:整合API RP 17B规范提出的海洋非黏结柔性软管9种常见失效模式,对国内外柔性软管金属 层6种常见失效模式的研究进展进行较为详细的综述,并针对目前柔性软管金属层失效机制研究中存在的问 题和短板,指出未来海洋柔性软管失效模式研究的下一步建议,为海洋柔性软管结构设计和完整性管理奠定 基础。

海缆护管后安装新工艺设计与应用

摘要:为解决海缆护管后安装过程中浮式起重船抛锚对平台周围海缆等带来的风险并降低护管安装成本,对比分析锚系船、动力定位船和平台后安装等3种方案,得出平台后安装方案在作业工期、费用、安全性方面具有较大的优势。对海缆护管平台后安装新工艺进行设计和理论分析,并通过实践验证安装。结果表明,该新工艺既能规避浮式起重船吊装作业的高风险,又能大幅降低作业成本,安装1根护管可节省船期3d。该新工艺可为在役平台的海缆护管后安装提供重要的借鉴,有望在今后的类似工程项目中推广。

半潜式起重生活平台在海上风电的应用

摘要:为扩大参与深水海上风电项目建设的施工船舶选型范围,引入某半潜式起重生活平台深度参与某深水海上风电场项目施工,并为该平台完成钢管桩沉桩施工、导管架安装、导管架灌浆和风场并网调试支持船,以及通过锚泊系统控制油耗设计了一整套方案。结果表明,半潜式起重生活平台不仅比常规大型浮吊船的功能和作用更高效、更全面,也可以通过控制油耗创造更多利润。尝试为行业内参与海上风电基础施工的船舶选型提供参考意义。

高强度厚规格海洋平台用钢研究进展及应用

摘要:随着石油工业的不断发展,海底油气开发已经逐渐从浅海大陆架延伸至深海域,在降低成本的基础上,保证厚规格钢板的高强度高韧性以及抗层状撕裂性能是未来海洋平台用钢的发展方向。本文介绍了国内外高强度海洋平台用钢的研究现状,分析了此类钢板生产亟需解决的关键技术难题,阐述了东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)近年来在高强度厚规格海洋平台用钢研究领域的工作以及工程应用情况。