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海洋工程技术发展现状与趋势
作者:李润培 文章来源:船舶经济贸易 点击数:22073 更新时间:2007/11/22 18:19:26

二、当前海洋工程技术研究的热点

1.潜水器技术— 载人潜水器的开发

如前所述,由于载人潜水器不仅在海洋资源勘探开发,而且在水下作业乃至军事方面都有着无人潜水器不可替代的作用,因此世界上许多发达的海洋国家均投人大量人力、物力和财力开发载人潜水器。我国无论从海洋开发角度出发,还是从赶超和接近世界先进水平出发,都有必要进行载人潜水器的研制。“十五”期间,我国将在“863”计划中开展大深度载人潜水器的研究。载人潜水器因其所处的作业环境和作业功能的特殊要求决定了它在材料、结构、动力、推进、控制、信息采集和传输、水声、生命支持系统等方面都包含诸多高新技术内容。其主要关键技术为:

(1)大容量高性能能源研究, 包括闭式循环柴油机系统,热气机动力系统,大容量高性能电池的研制等;

(2)轻型高强度材料的研究,包括石墨复合材料和陶瓷材料,钛合金以及高强度、低比重的浮力材料等;

(3)深水控制技术,包括高可靠性,高性能的操纵控制技术,高性能运动姿态测量和导引技术,智能控制技术等;

(4)特种装置技术,如特种推进系统,深海液压系统,水下作业技术,深海应急自救生命支持系统等;

(5)水下成像和水下图像信息传输技术等。

2.海底管线检测与维修教术。

目前我国已有石油天然气管线超过2000公里,这些管线的检测和维修费用每年高达几百万甚至几千万美元,由于管线损坏造成的停产损失更无法估计。海底管线检测和维修的主要关键技术是:

(1)水下管线泄漏检测技术,重点是高灵敏度水听器和信噪分离技术及放大处理技术;

(2)水下检测管线系统运载技术——主要是特种遥控潜水器,要求该潜水器具有低噪声,强推进的动力系统,低磁性的结构形式和可以自动跟踪管线的操纵控制技术;

(3)水下维修装置的精确定位技术;

(4)水下管线的提升和清泥技术,需研究大功率液压提升装置,大深度水下喷射式清泥装置;

(5)水下工作舱技术,重点是解决水下工作舱的生命支持系统,管线接口密封技术;

(6)水下作业机械。解决水下切割和焊接问题。

3.大型浮式生产系统研究。

海上浮式生产系统不仅应用于海上边际油田的开发,而且也用于大型海上油田。其作业水深也逐步由浅水向深水发展,然而还有不少技术问题有待解决。

系统的动力特性与运动响应分析;

细长柔性构件(如系泊链、隔水管等)的涡激诱导振动及疲劳分析;

生产储油船的极限强度及疲劳问题;

高海况下快速解脱与快速回接问题;

深水情况下材料的使用,包括设计、检验和防腐等。

4.深海平台研究。

当前,海洋工程技术比较先进的国家,如美国、挪威及英国等都十分重视深海平台的研究,探索综合利用深水张力腿平台技术、单圆柱平台(SPAR)技术以及桶形基础技术等开发出新的平台形式。据报道,作为概念研究,平台的作业水深已超过1500(所谓极深水),有望达到8000英尺。深海平台的关键技术主要是:

(1)平台结构形式研究,使平台具有良好的运动性能,同时又有较低的造价;

(2)平台的非线性动力响应,尤其是长周期漫漂运动,以及高频响应中所产生的二阶和频力和高阶脉冲力;

(3)平台张力腿系统的研究,尤其是张力腿的极界承载能力。疲劳断裂可靠性以及维修问题;

(4)桶形基础研究,主要是基础土壤破坏机理研究(土壤在负压下的膨胀,渗流和失稳等),负压控制技术(基础在负压下沉时的速度和姿态控制),基础承载能力(上拨力,侧向力)的计算与实验研究。

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