我国海洋工程装备产业发展回顾及展望

海洋工程装备是高度集成化的新兴战略产业,是开发和利用海洋资源的前提与基础。文章主要回顾了我国海洋工程装备产业发展历程,分析了现阶段全球海工装备产业创新格局,提出我国海工装备产业应抓住新一轮技术创新,加快结构调整的“时间窗口”,突破海洋装备原创性、引领性核心技术;以海洋油气资源、海洋生物资源、深海矿产资源和海洋可再生能源开发装备为重点方向,着力突破总体设计、系统集成、关键系统与设备领域的“卡脖子”问题,推动构建自主完备的海工装备技术和产品体系,促进我国海工装备产业高质量发展。

海洋超高温高压油气钻井关键设备技术研究

为了提升我国海洋超高温高压钻井设备的国产化水平,对海洋超高温高压钻井主要设备进行了简要介绍,分析了海洋超高温高压钻井设备的国内外技术现状,重点阐述了海洋超高温高压钻井设备的关键技术及其研发思路。分析结果表明:钻井防喷器及控制系统、井口装置、泥线悬挂装置及井下工具等为当前急需攻关突破的超高温高压钻井关键设备;我国在这些关键设备的设计、制造和试验等多方面与国外存在差距,主要体现在高强度金属材料开发、密封设计制造、控制元器件开发和系统设备海试等4项关键技术方面。就这些关键技术提出了比较详细的研发思路,以期推动超高温高压钻井关键装备的国产化进程,增强我国海洋超高温高压油气田的勘探开发能力。

深海采矿船总强度有限元计算方法及结果分析

为了解深海采矿船在位工况时环境载荷作用下的全船结构响应状态,选取合理的装载工况和波浪特征载荷,基于三维势流理论,对波浪载荷响应进行数值分析,确定设计波载荷并进行总强度计算。结果表明,根据《深海采矿设施指南》,以及CCS、ABS、BV的其他相关规范,可以形成一套可供参考的深海采矿船总强度分析的方法及要求;深海采矿船结构设计应重点关注月池及其相连结构、货舱区纵向桁材向舱壁的过渡结构,以及货舱区角隅等结构区域。

南海深水FPSO模块支墩设计与分析

针对中国南海海况恶劣,浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在南海服役多年后,少数支墩由于建造工艺出现裂纹问题,以南海某深水FPSO为研究对象,对常用箱式支墩形式进行改进优化设计。运用有限元方法对箱式模块支墩和改进后的丰字形模块支墩与十字交叉带裙边支墩进行评估,对不同支墩形式进行强度分析、变形分析和疲劳分析,并对不同支墩的工艺进行综合对比,结合工程实践和有限元计算,给出支墩推荐设计方案。结果表明,优化后的十字交叉带裙边支墩结构强度和疲劳均优于箱式支墩,同时还具有便于加工组装的特点,最终选定十字交叉带裙边支墩方案。

基于QFD的可伸缩式登船栈桥设计方法

针对可伸缩式登船栈桥设计流程,以客户需求为导向,构建了基于质量功能展开法的设计思路和方法。运用实景体验和场景打分的方法,深度挖掘5个维度的客户需求、关键质量特性和关键物料特性,通过AHP等方法进行权重分析,构建可伸缩栈桥分析的一阶质量屋和二阶质量屋,开展关键物料的重要度-成本分析,有效满足了客户需求和规范要求,形成可伸缩栈桥设计开发新模式。

船舶洗衣烘衣间通风系统设计

船舶洗衣烘衣间内的烘衣机运行过程中产生的高温湿气体会给室内环境带来不利影响,在设计该舱室的通风系统时需将这些高温湿气体排至室外。基于此,对常见的烘衣机类型及其工作原理进行归类和介绍,结合设计规范总结船舶洗衣烘衣间通风系统的常用形式和配置,并从工程实际出发提出通用性设计方案,例如利用烘衣机余压直接排风、单独为烘衣机设置机械排风和将烘衣机排风与洗衣烘衣间排风混合等。在具体设计船舶洗衣烘衣间通风系统时,可有针对性地借鉴相应解决方案。

基于AutoLISP语言的船体型线自动识别方法

主要介绍自由识别和指定位置识别2种自动识别船体型线的方法。运用AutoLISP语言直接读取绘制二维型线时所有控制节点的二维坐标,获取二维型线上指定位置插值点的二维坐标,并利用型线与指定位置在船体上的实际位置的关系将这些节点坐标转化为三维型值。通过算例验证采用该方法求取船体型线三维型值的高效性和准确性,以及导入Solidworks软件进行三维建模生成船体曲面的可行性,为船舶设计由二维向三维转化提供参考。

基于α-截集模糊数和FMEA的深海采矿输送系统安全风险评估方法

该文针对深海采矿输送系统在作业过程中受多尺度复杂载荷影响,基于α-截集模糊数改进故障模式与影响分析方法,提出了一种基于α-截集的模糊故障模式与影响分析模型。该模型通过语言术语描述故障模式的评价指标,包括发生度(O)、严重性(S)和检测度(D),有效克服了传统方法在处理不确定性方面的局限性;再利用层次分析法和熵理论对O、S和D的权重进行主客观相结合的合理分配,确保风险评估的科学性与精确性;还根据α-截集模糊数和质心法计算各故障模式在不同α-截集下的风险优先级数,为系统故障预防与优化提供了量化依据。最后通过实例分析深海联动系统中的输送系统,验证了模型的有效性与适用性,为深海采矿输送系统的优化和故障预防提供了重要的理论依据和实践指导。

规则波作用下养殖工船的运动响应特性

采用模型试验和计算流体力学(CFD)方法对一艘新型深远海养殖工船在规则波下的运动响应特性进行研究。针对载液率为81.5%的满载工况,将养殖水体替换为固体,探究自由液面对运动响应的影响;考虑载液率为81.5%和47.4%的2种载液状态,分析载液率对运动响应的影响。结果显示:数值计算结果与模型试验结果吻合良好;自由液面效应和较高的载液率均增大了横摇运动固有周期,减小了横摇运动响应幅值算子(RAO)峰值;自由液面效应和载液率对养殖工船的纵摇运动影响不大。

大型半潜船艉轴承磨损分析与修理

以某大型半潜船为研究对象,运用有限元方法计算满载、压载和漂浮工况下轴系支撑位置处的船体变形,采用轴系校中软件进行轴系校中计算。采用全船有限元模型计算半潜船运输集装箱船(半船)时的轴系支撑位置的船体变形,计入船体变形数据对半潜船推进轴系进行校中计算,分析轴承异常磨损原因以及船体永久变形对于轴系校中的影响。结果表明,轴承异常磨损由船体永久变形、特种运输工况和海生物成长等三部分原因导致。根据入坞轴系轴线测量结果和轴系校中计算结果,结合工程实际需要给出修理方案,经过计算和实船运营验证了校中和修理的合理性。结合修理过程和计算分析,对半潜船轴系校中和运营使用提出了建议和意见。

LNG高压供气系统工艺方案研究

LNG(液化天然气)高压供气系统主要应用于大型LNG动力船舶,其中MAN ME-GI二冲程低速机一直受制于国外技术。为了打破这一局面,对典型的LNG高压供气系统工艺进行分析梳理,提出了2种新型LNG高压供气系统工艺替代方案。通过实际案例分析比较,对LNG动力船舶在航行、装卸、加注、港口和锚地工况的BOG(蒸发气)气体量进行平衡计算,对比了不同LNG高压供气系统关键设备的规格,推荐BOG再液化装置采用Turbo-Brayton型、BOG/LNG管式混合器替代传统BOG/LNG换热器,优选出方案2作为国产化的LNG高压供气系统,为后续实船验证提供了工程基础。

动力定位采矿船高海情下的运动响应分析

本文对具有动力定位深海采矿船高海情下的运动响应及运动特性开展研究。针对具有6个推进器构成的动力定位系统,考虑高海情及空载和满载两种典型工况,基于推力最小和运动最小条件,应用卡尔曼滤波器结合线性二次型最优控制理论的控制算法优化推力,进行动力定位系统的参数整定,实时优化调整推力的方向和大小,计算采矿船高海情下的运动和推力的时间历程响应和分析运动特性。经计算,得到了深海采矿船空载和满载工况在高海情下实施海上定位的浪向及需要的推力大小,确定了采矿船动力定位系统在高海情下的适应性,评估了高海情下深海采矿船的定位能力。

财务管控视角下的中央企业司库体系建设问题研究

本文从中央企业在资源配置效率、抵御风险能力、内部协同协作方面遇到的新问题入手,结合国资委对司库体系建设的要求,研究财务管控视角下中央企业司库体系建设问题。本文基于管理控制系统理论中的战略管控理念,结合理念管控、边界管控、诊断管控、交互管控系统功能,提出了财务管控在司库体系建设中的管理思路。具体应用中,通过厘清集团总部、司库管理平台、下属成员单位之间的职能边界和权限,采取四种财务管控措施,即以资金风险为导向的理念管控,以业务清单为基础的边界管控,以全面预算为载体的诊断管控,以信息系统为工具的交互管控,为中央企业建立世界一流财务管理体系提供参考模式。

基于锚链可靠性的深水半潜平台设定点追踪控制

装备锚泊辅助动力定位系统的半潜平台运动控制主要目标,是将船舶保持在距离目标位置较小的半径内,同时防止系泊缆发生失效。该文将设定点追踪控制方法应用于配备锚泊辅助动力定位系统的半潜平台,以确保系泊缆的可靠性。根据结构可靠度指数和动态权重系数,建立系泊缆张力的能耗方程,通过求解能耗方程在线计算最优设定点;并基于该方法设计了定位系统控制器,通过时域耦合数值模拟对该方法进行验证与对比。结果表明,在控制参数相同的情况下,文中提出的设定点追踪控制方法可以使系泊缆的可靠度指数保持在相对较高的水平,提高定位精度的同时降低系泊缆张力动态响应幅度。该方法将有助于推动锚泊辅助动力定位系统在半潜平台上的进一步工程应用。