深海工程专题
海洋工程中的深海钻探技术研究
海洋工程中的深海钻探技术研究海洋工程是在海洋环境中开展各种工程活动的一门学科。
海洋工程涉及的范围非常广泛,包括海上风电、深海油气开采、海底电缆铺设、海底矿产资源勘探等等。
其中,深海钻探技术研究是海洋工程中的一个重要领域。
本文将从深海钻探技术的发展历程、目前面临的挑战以及未来的发展方向等方面对深海钻探技术进行探讨。
一、深海钻探技术的发展历程深海钻探技术起源于上世纪50年代。
当时,美国在墨西哥湾深处进行了第一次深海钻探,成功地钻入了地球地壳。
此后,深海钻探技术不断得到发展和完善,如目前世界最深的海底钻探井“超级深度海洋钻探计划”(ODP)钻探井,其深度达到了7350米。
深海钻探技术的发展历程中,诸如改进钻头、改善钻井液、研制新型钻机等技术创新不断涌现,为深海钻探活动提供了全新的可能性。
二、深海钻探技术面临的挑战深海钻探技术虽然已经取得了很大的进展,但真正实现深海钻探仍然面临着很多的挑战。
其中最主要的挑战是环境条件复杂且恶劣。
深海中存在各种各样的自然灾害,如海啸、风暴、暴雨等天气恶劣的情况都可能给深海钻探带来巨大的困难。
此外,深海中一些物理和化学特性的不同,如高压、高温、高盐度等,也可以使深海钻探面临更大的挑战。
为了突破这些技术难关,深海钻探技术需要继续不断地进行创新和完善。
三、深海钻探技术的未来发展方向为了更好地实现深海钻探活动,未来的深海钻探技术需要在多个方面进行全面的创新和改进。
首先,需要研发更加先进、更加高效的深海钻探工具,包括先进的钻头、深海钻机、海底钻探平台等等。
其次,还需要针对深海环境条件进行更加精细化的设计和调整,以确保深海钻探可以在更加复杂、恶劣的环境下进行。
最后,还需要加强难题攻克,如深海海底沉积物样品的精确采取、正确认识深海地质学和生态学方面的问题等等。
总之,深海钻探技术是海洋工程中的一个重要领域。
未来要实现深海的更深、更广泛的钻探,必须不断进行科学创新和技术研发。
只有如此,才能更好地为人类的科学研究和经济发展做出更大的贡献。
中国的探海工程的成就
中国的探海工程的成就摘要:一、引言二、中国探海工程的发展历程三、中国探海工程的主要成就1.深海探测技术的发展2.深海资源的开发利用3.国际合作的推进四、中国探海工程的挑战与未来展望1.深海科研的持续深入2.深海环境保护的重视3.深海产业的发展五、结论正文:【引言】近年来,随着我国科技实力的不断壮大,探海工程取得了举世瞩目的成果。
本文将对中国探海工程的发展及其主要成就进行梳理,并展望未来的挑战和发展方向。
【中国探海工程的发展历程】自20 世纪80 年代起,我国开始涉足深海探测领域。
经过三十多年的发展,我国已经建成了完整的深海科研体系,涵盖了深海科研、勘探、开发、利用等多个方面。
【中国探海工程的主要成就】1.深海探测技术的发展在深海探测技术方面,我国已经取得了重要突破。
我国自主研发的深海潜水器、无人潜水器等设备已经达到了国际先进水平。
此外,我国还成功研发了一系列深海观测设备,为深海科学研究提供了有力支撑。
2.深海资源的开发利用在深海资源开发利用方面,我国已经取得了显著成果。
我国在深海生物、深海矿产、深海能源等方面的研究取得了重要进展,为我国经济社会的发展提供了新的动力。
3.国际合作的推进在推进国际合作方面,我国积极参与国际深海探测的合作项目,与其他国家共享深海科研数据,共同推动全球深海科学研究的发展。
【中国探海工程的挑战与未来展望】1.深海科研的持续深入我国在深海科研方面还有很大的发展空间。
未来,我国需要继续加大深海科研投入,深入挖掘深海资源的价值,为我国经济社会发展提供更多支持。
2.深海环境保护的重视随着深海资源的开发利用,深海环境保护问题日益凸显。
我国需要加强对深海环境保护的重视,确保深海资源的可持续利用。
3.深海产业的发展深海产业是一个新兴的产业领域,具有巨大的市场潜力。
我国需要抓住机遇,推动深海产业的发展,为我国经济社会发展创造新的增长点。
【结论】总之,我国探海工程取得了举世瞩目的成就,为我国经济社会的发展做出了重要贡献。
挑战深海恶劣环境:海底隧道施工的困难与突破
挑战深海恶劣环境:海底隧道施工的困难与突破海底隧道作为交通基础设施的重要组成部分,连接着陆地上的城市与海岛之间的交通,具有巨大的经济和社会效益。
然而,由于海底隧道施工环境的极端恶劣性质,给工程施工带来了巨大的困难和挑战。
本文将介绍海底隧道施工所面临的困难,并探讨了取得的突破,以及未来的发展趋势。
海底隧道在施工过程中所面临的主要困难之一是地质条件复杂。
海底地质环境不仅包括各种岩层和土层,还存在海洋沉积物、硫化物等化学物质。
这些地质条件会导致地下水的渗透、土层的变形和岩层的厚度不均匀等问题,给施工带来了极大的不确定性。
此外,海底还存在着地震、海啸、风暴等自然灾害的威胁,增加了施工难度和危险性。
其次,海底隧道施工所需的技术装备和材料难以满足恶劣环境的要求。
传统的隧道施工方法无法适应海底的高压、高温和高盐度等特殊环境,需要研发和应用新型的工程技术和材料。
同时,海底隧道的施工需要大量的特种设备和材料,如深水打桩机、特殊合金钢材等,这些设备和材料的研发和生产成本较高,并且在供应链上的保障也存在困难。
此外,海底隧道施工还面临着工期长、费用高等问题。
由于施工环境恶劣,施工时间被限制在短暂的夏季或冬季;海底隧道的施工费用巨大,需要投入大量的人力、物力和财力。
这些问题给工程的实施带来了巨大的压力和挑战。
然而,随着科技水平的不断进步和创新思维的涌现,海底隧道施工取得了一系列突破。
首先,工程技术的发展使得施工过程更加安全高效。
以传统的隧道施工方法为基础,结合深海石油开发、海底维修等领域的技术,研发了具有适应性的海底隧道施工技术。
比如,采用了潜水站、隧道盾构机、遥控作业技术等,使得施工人员可以在高压、高温和高盐度等极端环境下作业,并减少了人工作业的风险和难度。
其次,材料科学的进展为海底隧道施工提供了可靠的保障。
开发了适应海底高温、高压和高盐度环境的特种材料,如耐腐蚀合金钢材、耐高温水泥等,提高了隧道施工的质量和安全性。
此外,利用纳米技术研发的防水材料和防腐涂层等,可以有效地防止海水的渗透和腐蚀,延长了隧道的使用寿命。
海底隧道工程:在深海中建造的奇迹之城
海底隧道工程:在深海中建造的奇迹之城近年来,海底隧道工程成为了城市建设领域的热门话题。
作为现代化交通基础设施的重要组成部分,海底隧道不仅极大地缓解了城市交通压力,还为人们带来了新的交通方式。
而海底隧道所带来的最大的突破,莫过于在深海中建造的奇迹之城。
海底隧道工程是一项极具挑战性的任务,需要综合考虑地质条件、工程技术以及环境保护等多方面因素。
海底的自然环境十分恶劣,深海中的水压巨大,水温低且变化无常,还存在着海底地震、海啸等自然灾害的威胁。
因此,在深海中建造海底隧道,不仅需要先进的建筑技术,还需要精密的地质勘测和安全措施。
对于建造海底隧道,选择适合的地质条件是至关重要的。
地质勘测可以帮助工程师了解海底地层的情况,并确定最佳的隧道位置。
同时,选取合适的隧道材料也是影响海底隧道工程质量和性能的重要因素。
现代海底隧道工程通常采用高强度混凝土或特种合金材料,以保证隧道的强度和耐用性。
在深海中建造海底隧道时,防水是一个必须考虑的关键问题。
海底隧道的设计需要充分考虑隧道与地下水的关系,确保隧道在海水的侵蚀下不受损害。
为此,工程师通常会采用防水涂料、防水层以及隧道衬砌等措施来确保隧道的防水性能。
与陆上隧道相比,海底隧道还需要解决排水和通风问题。
由于深海中的水压巨大,海底隧道下方的排水系统需要精确计算,以确保隧道内部不会受到过大的水压。
同时,海底隧道还需要设计有效的通风系统,确保隧道内部的空气质量和温度适宜,为行人和车辆提供良好的通行环境。
随着科技的进步,现代海底隧道工程在施工技术方面取得了显著的突破。
一种常用的施工方法是利用隧道掘进机(TBM)进行快速施工。
隧道掘进机可以在较短的时间内完成隧道的开挖和衬砌工作,极大地提高了施工效率和质量。
此外,也有一些海底隧道工程采用了盾构施工技术,通过在隧道面前方建造隧道壳来支撑土层,再逐步掘进形成隧道。
值得一提的是,在深海中建造海底隧道还需要特别关注环境保护。
海洋生态系统是地球生命的重要组成部分,建造海底隧道必须确保对海洋生态环境的保护。
深海工程与技术专业学习计划
深海工程与技术专业学习计划一、学习目标与背景深海工程与技术作为现代海洋工程领域的一个重要分支,致力于开展海底资源开发、深海科学研究和海洋环境保护等工作。
本学习计划旨在帮助学生全面了解深海工程与技术的基本理论和实践知识,培养其具备扎实的专业技能和创新能力,为未来在深海工程与技术领域的职业发展奠定坚实基础。
二、学习内容与方法1. 学习内容(1)深海工程与技术概述:介绍深海工程与技术的定义、发展历程、研究领域和应用前景等内容,全面了解深海工程与技术的背景和重要性。
(2)深海工程资源开发与利用:学习深海油气开发、深海矿产开采、深海生物资源开发等方面的基本理论和技术方法,了解深海资源的潜力和开发利用的挑战。
(3)深海科学研究:学习深海地球科学、深海生物学、深海环境与生态学等方面的基本原理和研究方法,了解深海环境的特点和研究进展。
(4)深海工程装备与技术:学习深海探测与测量技术、深海工程装备与系统、深水工程施工与维护等方面的知识,掌握深海工程的关键技术和装备要求。
2. 学习方法(1)理论学习:通过课堂教学、学术讲座、专业书籍等方式,系统学习深海工程与技术的基本理论知识。
(2)实践锻炼:参与深海工程实验、模拟训练等实践活动,掌握深海工程与技术的实际操作和应用能力。
(3)科研探索:参与科学研究项目,进行深海工程与技术相关课题的研究,培养科学研究的能力和创新思维。
三、学习计划与安排1. 学习计划(1)第一年:理论基础学习-- 学习深海工程与技术概述、深海工程资源开发与利用等课程,打下学科基础。
-- 参加专业实验和实验室项目,锻炼实践能力。
-- 参与学术交流和竞赛活动,提升专业素养。
(2)第二年:专业深化与实践-- 学习深海科学研究、深海工程装备与技术等课程,扩展专业知识面。
-- 参与深海工程设计与模拟项目,提升实践能力。
-- 参与学术论文撰写和发表,培养科研能力。
(3)第三年:创新与应用拓展-- 学习深海工程施工与维护、深海环境保护等课程,深化专业应用能力。
深水基础施工技术
深水基础施工技术随着经济的发展和科技的进步,水深海洋工程的建设逐渐向深海领域发展。
海洋深处,水流湍急,海底地形不规则,地质条件复杂,海洋环境的恶劣和船舶的限制,都给海洋工程的建设带来了极大的困难。
深水基础施工技术是现代海洋工程建设的重要组成部分。
在深水海洋工程建设中,要保证基础的牢固、安全和稳定,深水基础施工技术是非常关键的,本文将从以下几个方面对深水基础施工技术进行介绍。
一、深水基础施工技术的概述深水基础施工技术是解决深水海洋工程基础技术问题的一种综合技术。
深水基础施工技术针对深水海洋工程建设过程中海水深度超过40米的基础问题,采用特殊的传统技术和新材料技术。
深水基础施工技术的施工过程主要包括试验研究、设计方案、构件制作、堆载试验和安装。
二、深水基础施工技术常用的技术和方法1. 螺旋钻孔法螺旋钻孔法也称为桩孔重注法,是目前广泛使用的一种深水基础处理方法,其优点是施工简单、速度较快、施工土方较少和孔侧土体受到的干扰较小。
螺旋钻孔法的技术原理是把钢管螺旋推进到海底,通过旋转作用挖掘土壤,并把混凝土灌注到桩孔内,最后在桩孔顶部钻一个孔,用混凝土注入孔内固化成混凝土桩。
2. 胶结桩胶结桩是一种靠地壳胶结材料施工成的桩。
在深海矿山工程、大型海上工程的基础施工中,胶结桩已广泛采用。
胶结桩的施工过程如下:首先需要将基础部分挖掉,然后涂上堆距,再将天然高砂堆滚压整平,相邻的高砂堆之间间隔不少于0.8m,再采取腻子喷涂和成菜腻散、成硬的麻石高力绝缘防护材料,最后在上面涂上0.1m厚的水泥浆,并施工成为圆形的胶结桩。
3. 钻桩法钻桩法是一种通过回转钻孔机和钻孔桶将土样挖掘或钻成钻孔,并经过重新加固加密成桩而形成的一种深度基础施工技术。
其特点是施工技术稳定,对深水堆载和地基标高识别能力较高,施工速度较快。
但其缺点是施工设备较为复杂,成本较高。
三、未来深水基础施工技术的发展趋势当前,不断推进的深水走向和海底智能油田等能源领域的发展,为深水基础施工技术的发展提供了多方面的支持。
深海油井施工重难点分析及预防措施
深海油井施工重难点分析及预防措施1. 引言深海油井施工是一项复杂而危险的任务,需要面对很多重难点和挑战。
本文将对深海油井施工中的重难点进行分析,并提出相应的预防措施,旨在降低事故风险,提高施工效率。
2. 深海油井施工重难点深海油井施工中存在以下重难点:2.1 水压问题水深带来的高水压对井下设备和施工人员的安全带来了巨大挑战。
水压的变化会影响到井下设备的运行和控制,而施工人员必须在高压环境中工作。
如何应对水压问题成为了施工中的关键。
2.2 海洋环境影响深海油井施工中会面临海洋环境的影响,如恶劣天气、海浪、海底地形等。
这些环境因素会增加施工的复杂性和风险。
2.3 资源调配深海油井施工需要大量资源的调配,包括人力、物资、技术等。
由于施工环境特殊,资源调配的计划和执行需要更高的协调性和灵活性。
2.4 安全管理深海油井施工对安全管理要求极高。
施工期间可能发生的事故,如火灾、爆炸等,对人员和环境造成的危害不容忽视。
因此,安全管理应成为施工中的首要重点。
3. 预防措施为应对深海油井施工中的重难点,以下是一些预防措施的建议:3.1 水压问题- 研发和采用更耐高水压的设备和材料。
- 加强人员培训,提高其在高压环境下的应急处理能力。
- 严格按照操作规程进行施工,确保设备安全运行。
3.2 海洋环境影响- 提前获取海洋环境信息,制定相应的施工计划,并在恶劣天气条件下暂停工作。
- 在井下设备设计阶段考虑海洋环境因素,提高设备的耐受能力。
- 快速反应并采取措施,确保施工过程中的安全。
3.3 资源调配- 制定细致的资源调配计划,确保适量、适时地供应所需资源。
- 加强与供应商的合作,确保及时交付物资。
- 提高物资和人员的灵活性,以应对突发状况。
3.4 安全管理- 建立完善的安全管理制度,指定安全责任人并负责监督和执行。
- 加强现场安全培训,确保施工人员具备必要的安全意识和应急能力。
- 定期进行安全检查和演练,及时发现和解决潜在的安全隐患。
海洋工程中深海钻探技术的分析与应用
海洋工程中深海钻探技术的分析与应用随着科技的不断发展,人类对海洋资源的探索也越来越深入,深海钻探技术作为其中的重要一环,更是引起了人们的广泛关注。
本文将从深海钻探技术的原理、应用、挑战和前景等方面进行论述,以期为大家对该领域有更深入的了解。
一、深海钻探技术的原理深海钻探技术的原理在于,通过将钻头伸入海底并旋转,将海底岩石打碎,使钻孔不断向深处延伸,并取得岩心样品来分析岩石构成和化学性质等信息。
具体而言,深海钻探技术是通过钻井平台、钻杆、钻头、钻井液、泥浆泵和管柱等装备从海面到海底,钻进海底岩层内部,通过旋转钻头、压缩钻进的岩层等一系列步骤完成深海钻探作业。
二、深海钻探技术的应用1. 科学研究领域深海钻探技术在海洋科学研究领域发挥着重要作用。
它可以获取到海底地质、地球物理、生物学、化学等多方面的信息,为科学家解读地球历史、研究地球变迁提供了有力的证据。
2. 海上油气勘探领域深海钻探技术在海上油气勘探领域也被广泛应用。
通过深海钻探技术可以获得海底沉积物和地层构造等信息,帮助石油勘探人员分析油气藏分布、性质和构造等,为勘探工作提供重要数据支撑。
三、深海钻探技术面临的挑战深海钻探技术虽然在实践中发挥了重要作用,但也面临着一些挑战。
主要包括:1. 钻探成本高深海钻探技术需要使用昂贵的海洋科学、海洋工程设备,这使得钻探成本很高,因此只有少数发达国家能够承担。
2. 钻探深度受限制深海钻探技术在钻探深度上受到很大的限制,这主要是由于海床水压极高,钻探设备承受不了太大的压力。
因此,深海钻探技术目前只能在约4000米深度的海底进行。
3. 环境保护难度大深海钻探技术还面临环境保护难度大的问题。
在钻孔过程中,钻井液和泥浆等有毒化学物质的排放会对海洋环境造成一定程度的影响。
四、深海钻探技术的前景尽管深海钻探技术面临着一系列的挑战,但在未来,随着人类不断加强对海洋资源的探索,深海钻探技术仍将有广阔的发展前景。
1. 新技术的应用随着科技的不断发展,包括遥感技术、海底探测技术、海底车技术等在内的新技术的出现,将有望为深海钻探技术的应用提供更先进、更高效的技术支持。
海洋工程专业深海勘探与开发技术研究
海洋工程专业深海勘探与开发技术研究深海勘探与开发是海洋工程专业中的一个重要领域。
随着人类对于能源需求的增长以及陆地资源的逐渐枯竭,深海的开发被认为是未来的一种重要途径。
在这个任务中,我们将探讨深海勘探与开发的相关技术研究。
深海是指海平面以下200米以上的区域,占据了地球表面的大约95%。
深海蕴藏着丰富的矿产资源、天然气、石油等能源资源,以及各种珍稀海洋生物。
因此,深海的勘探与开发对于人类的经济发展和科学研究具有巨大的潜力。
在深海勘探方面,技术的进步使得我们能够更加深入地了解深海的环境特征和资源分布规律。
海洋科学家利用声纳、潜水器、遥感器等技术手段进行水深测量、电磁勘测、底质取样以及矿产资源探测,收集大量的数据。
这些数据对于深海生态、地质构造和资源勘探等方面的研究非常重要。
深海开发技术是保障深海开发的基础。
在深海开发过程中,我们需要面对巨大的水压、极端的低温、黑暗的环境以及高盐度的海水等挑战。
因此,开发深海资源需要具备高强度、高耐蚀性和高可靠性的工程材料和技术装备。
同时,还需要研发适应深海环境的油气开采、矿产资源开发等相关技术。
深海勘探与开发也为海洋工程技术的创新提供了机会。
传统的海洋工程技术在深海环境下存在各种限制。
因此,为了适应深海环境的需求,目前正在研究和开发新型的海洋工程设备、工艺和建筑材料,以提高海洋工程技术的安全性、可持续性和经济性。
例如,开发新型的深海钻井平台、沉管隧道技术和深海油气运输技术等。
在深海勘探与开发技术研究方面,我国在近年来取得了显著的成就。
中国科学家和工程师们通过自主研发和国际合作,积极开展深海科考和工程实践。
例如,我国自主研发的中国大洋协会号深潜器,已经成功下潜到世界最深的马里亚纳海沟,并取得了丰富的深海生物和地质数据。
此外,中国还积极参与国际合作项目,共同研究深海勘探与开发技术。
在未来,深海勘探与开发技术的研究仍然具有重要意义。
随着全球资源的日益枯竭,深海将成为人类开发的热点。
深海工程专题
深海工程专题图片:图片:海洋覆盖着地球3/4的面积,深海底蕴藏着丰富的油气资源,它已成为21世纪人类最重要的能源基础之一。
世界海洋石油进展的总趋势是走向深水,目前深水大型油气田达50多个,包括200多座深水平台设施、1000多套水下装置、1.2万千米的深海管道等设施,深水油田产能已达350万桶/天。
深水技术的进展不断刷新世界深海作业的最新水平:钻井作业水深达3050米,海底管道铺设水深达2150米,已投产油田作业水深达2192米。
深水油气田的开发正在成为世界石油工业的要紧增长点和世界科技创新的热点。
我国的南海有着丰富的油气资源,被称为世界四大油气集合地之一,石油地质储量约占我国油气资源总量的1/3,其中70% 蕴藏于深水。
它是我国海洋石油可连续进展的最有前景的区域。
随着我国对南海北部大陆架地球物理勘探的进行,南海深水区块的国际招标以中、菲、越三方在南海争议区14.5万km2区域联合勘探协议的签署,深水油田开发的步伐将会大大加快。
我国海洋石油目前的开发水平仅仅在200米水深范畴,相关于开发深水油田的要求有着较大的差距,这确实是我们面临的庞大挑战。
本专题系统地介绍了世界上已建和在建的深海顺应式平台,即张力腿平台和Spar平台,分析它们的结构特点,设计、研究、建筑及使用情形。
分别对目前世界深海采油的主力军——张力腿平台〔TLP〕、Spar平台和浮式生产储油装置〔FPSO〕作了系统的、较全面的介绍,讲述其进展过程、要紧特点、结构形式、设计建筑、经济效益以及实施结果等。
对2004年前全世界所有的21座TLP和13座Spar平台作了详细分析。
关于浮式生产储油装置重点介绍其转塔和系泊设备以及我国浮式生产储油装置产业的进展。
本专题要紧参考了2005年天津大学出版社出版董艳秋著的«深海采油平台波浪载荷及响应»和2000年石油工业出版社出版张钧主编的«海洋采油工程手册»。
专题文章:1、世界深海采油工程的进展2、张力腿平台的历史、现状和改日3、张力腿平台的结构形式和特点4. Mini TLP之West Seno5. 张力腿平台的工作原理及性能6. 张力腿平台的分类世界深海采油工程的进展自1920年委内瑞拉在马开波湖上用木结构平台钻井以来,海上石油资源的开发至今已有80多年的历史。
深海海底隧道施工监测技术研究与应用
深海海底隧道施工监测技术研究与应用摘要:深海海底隧道的建设是现代海洋工程领域中的一项重要挑战。
在深海环境下,施工过程中存在着许多风险和不确定性,因此需要有效的施工监测技术来确保工程的安全和稳定。
本文将介绍深海海底隧道施工监测的主要内容和技术方法,并探讨其在实际工程中的应用。
1. 引言深海海底隧道的建设在能源开发、跨海通道、海洋科研等领域具有重要的意义。
然而,深海环境的极端条件给隧道的施工和监测带来了巨大的挑战。
因此,研究和应用深海海底隧道施工监测技术具有重要的现实意义。
2. 深海海底隧道施工监测的主要内容深海海底隧道施工监测的主要内容包括:地质环境监测、结构变形监测、应力和载荷监测、水文水动力监测等。
通过对这些数据的实时监测和分析,可以评估施工过程中的风险,并及时采取相应的措施。
2.1 地质环境监测深海环境的地质条件复杂多变,地质环境监测是深海海底隧道施工监测的重要组成部分。
地质环境监测包括土壤和岩层的勘探、地面沉降和岩溶监测等。
通过利用声纳、激光雷达等探测技术,可以获取地下地质环境的详细信息,为施工过程提供参考和决策依据。
2.2 结构变形监测深海海底隧道的结构变形监测主要包括隧道的位移、倾斜、沉降等变形状态的监测。
通过建立监测传感器网络,可以实时监测隧道结构的变形情况,并及时发现和处理潜在的安全风险。
2.3 应力和载荷监测深海海底隧道施工过程中,应力和载荷的监测对于保障隧道的结构安全至关重要。
应力和载荷监测主要包括地下水压力、土体静力应力、潮汐和水动力等。
通过应力和载荷的实时监测,可以及时发现隧道结构的变形和破坏,并采取相应的补救措施。
2.4 水文水动力监测深海海底隧道的施工和维护过程中,水文水动力监测必不可少。
水文水动力监测主要包括海水流速、波浪高度、水位等。
通过实时监测和分析水文水动力参数,可以评估海底隧道施工过程中的风险,并采取相应措施保障施工的安全和稳定。
3. 深海海底隧道施工监测技术方法深海海底隧道施工监测技术方法包括遥感技术、无人机技术、激光测距技术、光纤传感技术等。
深海工程中的海洋工程装备研发实验服务与技术创新研究
深海工程中的海洋工程装备研发实验服务与技术创新研究在深海工程中,海洋工程装备的研发实验服务与技术创新是必不可少的。
深海工程是指在海洋中进行各种工程活动的领域,包括石油开发、海底资源勘探、海底通信、海洋科学研究等。
由于深海环境的复杂性和高风险性,海洋工程装备必须具备高度的稳定性和可靠性,同时具备足够的适应性和灵活性。
为了满足深海工程的需求,海洋工程装备的研发实验服务与技术创新显得尤为重要。
首先,深海工程中的海洋工程装备需要具备高度的稳定性和可靠性。
深海环境的特殊性给海洋工程装备带来了各种极端条件,如高压、低温、强流等,这些条件对装备的可靠性提出了极高的要求。
因此,海洋工程装备的研发实验必须通过严格的试验验证和模拟仿真,以确保其能够在极端条件下正常工作,并准确预测装备的寿命和失效模式。
同时,还需要对装备进行不断的改进和优化,以提高其稳定性和可靠性。
其次,海洋工程装备需要具备足够的适应性和灵活性。
深海环境具有极大的不确定性和变化性,海洋工程装备必须具备足够的适应性和灵活性,才能适应不同的工作环境和任务需求。
为了实现这一目标,研发实验服务和技术创新需要引入新的材料、新的设计和制造技术,以提高装备的适应性和灵活性。
同时,还需要开发智能化的控制系统和传感器技术,以实现对装备的精确控制和监控,提高其适应环境的能力。
此外,为了满足深海工程的需求,还需要在海洋工程装备的研发实验服务与技术创新中进行多学科的合作和协作。
深海工程是一个涉及多个学科和领域的综合性任务,需要从材料科学、机械工程、控制工程、电子工程等多个方面进行研究和开发。
为了实现这一目标,研发实验服务与技术创新需要搭建一个多学科的合作平台,吸引人才和资源进行协同研究,提高研发效率和成果质量。
同时,海洋工程装备的研发实验服务与技术创新还需要加强国际合作与交流。
深海工程是一个国际性的领域,不同国家和地区都在进行海洋工程装备研发和实验服务。
加强国际合作和交流,可以共享资源和经验,提高研发效率和创新能力。
深海和极地关键技术与装备 重点专项2021年指南
深海和极地关键技术与装备重点专项2021年指南一、引言深海和极地是地球上最神秘和最不可思议的地方之一。
它们充满了未知和挑战,也蕴藏着无限的可能性。
在这样的环境下,人类需要运用先进的技术和装备来进行探索和开发。
深海和极地关键技术与装备重点专项成为了人们关注的焦点。
本文将围绕这一主题展开讨论,深入探索相关技术和装备的最新进展和应用。
二、深海关键技术与装备1. 深海探测技术深海探测技术是深海开发的基础,其重要性不言而喻。
在深海中,水压巨大、光线稀少,传统的探测手段难以达到预期效果。
人们研发出了一系列先进的深海探测技术,如声纳探测、水下机器人等。
这些技术的应用极大地推动了深海资源的开发和利用。
2. 深海作业装备深海作业装备是指在深海中进行各类作业所需要的装备和工具。
这些装备需要具备防水、耐压、耐腐蚀等特点,以应对复杂的深海环境。
随着技术的不断进步,深海作业装备也在不断更新换代,为深海开发提供了有力支持。
三、极地关键技术与装备1. 极地气候适应技术极地气候的特殊条件给科学考察、资源勘探和开发带来了极大的困难。
具备极地气候适应能力的技术和装备显得至关重要。
极地服装、交通工具等装备的研发,可以有效提高在极地环境下的生存和作业能力。
2. 极地资源开发技术极地丰富的冰川、矿藏等资源对人类发展具有重要意义,然而极地环境的恶劣条件也给资源开发带来了巨大挑战。
极地资源开发技术涉及到矿山开采、冰川勘探等多个方面,需要依靠先进的技术和装备来保障工作的顺利进行。
四、总结深海和极地关键技术与装备重点专项的提出,无疑对深海和极地工作的开展起到了重要的推动作用。
通过研究和应用相关技术和装备,我们可以更好地认识和利用深海和极地资源,同时也为人类文明的持续发展贡献自己的力量。
相信随着技术的不断创新和进步,深海和极地关键技术与装备重点专项将为人类带来更多的惊喜和发展机遇。
五、个人观点作为我对这一主题的个人观点和理解,我认为深海和极地关键技术与装备重点专项的提出,标志着人类对深海和极地资源开发的重视和决心。
深海工程科技强国创新圆梦的观后感
深海工程科技强国创新圆梦的观后感《深海工程科技强国创新圆梦观后感》看完关于深海工程科技强国创新圆梦的内容后,心里像是被点燃了一团火。
特别印象深刻的是看到那些巨大而复杂的深海探测设备的画面时,看到这里我感觉人类真的特别了不起。
它们像是一个个深海巨兽,承载着人类探索未知的渴望和决心。
那些密密麻麻的线路、都有着精密设计的机械臂以及各种高科技的传感器,这些都是人类智慧的结晶。
当时我就想到,这背后得有多少科研人员日夜不停地钻研啊。
其中有一个场景展示了科研团队在深海环境模拟舱里做实验的内容,那个场景让我一下子感受到了科研工作的不易。
狭小的空间,各种复杂的设备运转着,还得时刻关注着种种数据的变化。
看到科研人员专注的神情,我深知他们承担着巨大的压力。
深海工程,听起来离我们的日常生活很遥远,但其实有着千丝万缕的联系。
看完后我明白了,深海中的资源探索关系到国家的能源未来。
就像陆地上的资源逐渐面临开采压力一样,如果能够从深海中获取清洁能源等资源,就能给国家发展注入新的活力。
而且这种探索能增强国家综合实力,在世界舞台上更有话语权。
对了还记得那段讲述深海工程带动各相关行业发展的情节。
从材料科学,因为深海特殊的环境,需要研发高强度、耐腐蚀的新材料;到信息通信,如何在深海实现稳定的数据传输。
这就如同一个巨大的网,带动了诸多行业往更高层次发展创新。
我也被其中创新这个词深深触动。
在深海工程里,每一项成果都是创新的体现。
没有创新,就只能望洋兴叹。
这些科研人员敢于突破常规,摒弃传统思维,用新方法、新技术去解决一个又一个难题。
他们的精神激励着我在自己的生活和学习上也要不断创新,不怕失败,因为这种探索未知的精神才是推动个人成长和整个社会进步的强大动力。
在观看之前,我对深海工程只是有个模糊的概念,只知道是很厉害的事情。
但是观看过程中的信息不断涌来,让我越发了解到这背后的伟大之处。
这不仅仅是科技成就,更是人类对自身能力探索的一个伟大篇章。
探索深海探测中的技术挑战与解决方案
探索深海探测中的技术挑战与解决方案当我们把目光投向那广袤而神秘的深海,心中总是充满着无尽的好奇与向往。
深海,这片占据了地球表面大部分面积的未知领域,蕴藏着无数的秘密和宝贵的资源。
然而,要深入探索这片黑暗而高压的世界,我们面临着诸多严峻的技术挑战。
首先,深海的巨大水压是一个极其棘手的问题。
随着深度的增加,水压呈指数级增长,每下潜 10 米,水压就增加约 1 个大气压。
在数千米甚至上万米的深海,水压高达数百甚至上千个大气压,这对探测设备的耐压性能提出了极高的要求。
传统的材料和结构在如此巨大的压力下往往会变形甚至损坏,导致设备失效。
为了解决这一问题,科学家们研发了高强度的耐压材料,如钛合金、陶瓷等,并采用特殊的结构设计,如球形或圆柱形的舱体,以均匀分散水压。
同时,通过先进的制造工艺,确保设备在承受巨大压力时依然能够正常工作。
其次,深海的黑暗环境给探测带来了极大的困难。
在深海,阳光无法穿透,几乎没有自然光源,使得视觉探测几乎无法进行。
为了在这种环境中获取信息,我们需要依靠各种先进的传感器和探测技术。
例如,声纳技术在深海探测中发挥着重要作用。
通过发射和接收声波,声纳可以探测到海底地形、物体的位置和形状等信息。
此外,还有磁力计、重力仪等仪器,可以帮助我们了解深海的地质结构和物理特性。
然而,这些传感器在深海环境中的精度和可靠性往往会受到影响,例如声波在海水中的传播速度会随着温度、盐度和压力的变化而改变,从而导致声纳测量的误差。
为了提高探测的准确性,科学家们不断改进传感器的设计和算法,同时进行大量的实地校准和验证工作。
通信也是深海探测中的一大难题。
由于海水对电磁波的强烈吸收和衰减,传统的无线通信方式在深海几乎无法使用。
为了实现深海与海面之间的有效通信,我们通常采用声学通信技术。
但声学通信的带宽有限,数据传输速率较慢,而且容易受到海洋环境噪声的干扰。
为了提高通信的性能,研究人员正在努力开发更高频率、更抗干扰的声学通信系统,同时探索利用光通信等新技术在深海通信中的应用。
海洋工程中的深海采矿技术资料
海洋工程中的深海采矿技术资料深海采矿技术资料随着人类对海洋资源利用需求的增加,深海采矿技术逐渐成为海洋工程领域的热点话题。
在这篇文章中,我们将探讨深海采矿技术的概念、发展和应用。
一、深海采矿技术的概念深海采矿技术是指利用各种技术手段在深海水域进行矿产资源的开采。
由于深海的环境条件复杂且压力巨大,深海采矿技术相较于陆地采矿具有更高的技术难度和风险。
二、深海采矿技术的发展历程1. 早期阶段早期的深海采矿技术主要集中在海底油气田的勘探和开发,如利用钻井平台进行油气开采。
这一阶段的深海采矿技术还相对简单,对于深海矿产资源的开发还没有形成系统性的技术体系。
2. 中期阶段随着科技的发展,深海采矿技术逐渐进入中期阶段。
这一阶段的深海采矿技术包括遥感技术、海底勘探技术以及海底工程建设。
通过遥感技术,可以对深海地形进行测绘,获取矿产资源分布的初步信息。
海底勘探技术则可以对深海矿产资源进行详细的勘探和评估。
3. 现代阶段随着科技的进步,深海采矿技术进入现代阶段。
现代深海采矿技术主要包括智能化设备的应用、深水开采技术以及环境保护技术。
智能化设备可以实现高效、精准的采矿操作,提高资源利用率和安全性。
深水开采技术使得采矿活动能够在更深的海域进行。
同时,环境保护技术也成为深海采矿技术发展不可或缺的组成部分。
三、深海采矿技术的应用领域深海采矿技术的应用领域主要包括海底能源开发、海底矿产资源开采和海底工程建设。
海底能源开发主要指油气田的勘探、开发和生产;海底矿产资源开采则包括多种矿产资源的开采,如锰结核、多金属硫化物等;海底工程建设主要指海底管道敷设、海底隧道建设等。
四、深海采矿技术面临的挑战和未来发展趋势1. 挑战深海采矿技术面临着诸多挑战,包括环境保护、技术难题和法律监管等。
深海环境的复杂性和脆弱性对采矿活动提出了很高的环境要求。
技术难题如深水作业、高压高温条件下的开采等也是深海采矿技术发展的障碍。
此外,对深海采矿活动的合规性和法律监管也需要进一步加强。
海洋工程装备深海应用技术考核试卷
B.单波束测深
C.激光测距
D.遥感卫星
15.深海工程装备中,以下哪种设备主要用于深海环境监测?()
A.钻井平台
B.潜水器
C.海上风电
D.渔船
16.以下哪种深海工程装备主要用于海洋矿产资源开发?()
A.潜水器
B.深海观测网
C.钻井平台
D.深海挖掘船
17.深海应用技术中,以下哪个单位表示海水深度?()
9.深海钻探技术可以用于石油、天然气等资源的勘探。()
10.深海工程装备的维护和保养工作可以在陆地上进行。()
五、主观题(本题共4小题,每题5分,共20分)
1.请简述深海工程装备在设计和制造过程中需要考虑的主要技术难题,并给出相应的解决策略。
2.描述深海潜水器在执行深海任务时的主要工作流程,以及可能遇到的风险和应对措施。
C.大气成分
D.生物种类
8.以下哪种设备在深海工程装备中主要用于紧急救援?()
A. AUV
B. ROV
C.遥感卫星
D.声呐
9.深海应用技术中,以下哪个参数对于深海潜水器至关重要?()
A.航速
B.潜深
C.航程
D.载重
10.以下哪种材料在深海工程装备中应用较广?()
A.钢铁
B.铝合金
C.塑料
D.钛合金
11.深海工程装备中,以下哪种技术主要用于防止生物附着?()
C.水下机器人
D.声呐探测
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.深海工程装备在设计和应用时需要考虑的因素包括哪些?()
A.水下压力
B.海水腐蚀
C.通讯困难
海底设施施工中的深海地质勘探考核试卷
C.深海沉积物中通常不含有机物质
D.深海沉积物的分布与海底地形无关
9.在深海地质勘探中,以下哪种技术用于确定海底沉积物的类型?()
A.地震反射法
B.地震折射法
C.钻探取芯法
D.声学测量法
10.关于海底设施施工中的地震勘探,以下描述正确的是?()
A.主动源地震勘探使用的是自然地震源
二、填空题(本题共10小题,每小题2分,共20分)
三、简答题(本题共5小题,每小题10分,共50分)
四、案例分析题(本题共2小题,每小题25分,共50分)
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.深海地质勘探中,以下哪些工具常用于探测海底地形?()
B.被动源地震勘探可以避免对海洋生物的影响
C.地震勘探主要用来评估海底油气资源
D.地震波速度与海底沉积物的密度成正比
11.在深海地质勘探中,以下哪个不是深海钻探的主要目的?()
A.取得海底沉积物样本
B.确定油气资源分布
C.评估海底工程地质条件
D.研究深海生物群落
12.以下哪种情况下,海底设施施工前需要进行深海地质勘探?()
A.熔岩流
B.沙滩
C.海底峡谷
D.碎屑沉积物
4.以下哪个选项不是深海地质勘探的主要方法?()
A.地震勘探
B.海底钻探
C.激光探测
D.声学探测
5.在海底设施施工中,关于深海地质的描述错误的是?()
A.地震波速度可以反映岩石的密度和硬度
B.地层界面可以通过声波反射来确定
C.海底沉积物的粒度可以通过声学方法直接测量
深海工程
FPSO特点、发挥现状及应用前言在海洋石油开发中,浮式生产储油轮-FPSO(Floating Production Storage and Offloading unit)或浮式储油轮FSO(Floating Storage and Offloading unit)具有抗风险能力强,适应水深范围广,储/卸油能力大,及可以转移,能重复使用等特点。
因此,被广泛使用于浅海海域,远离海岸的深海、超深海、以及边际油田的开发。
随着科技进步和海洋石油资源认知水平的提高,海洋油气勘探开发已从滩海(0~15m),扩大到浅海(15~300m),深海(300~1500m)及超深水(1500m以上)。
随着对深水油田的开发,将极大地促进FPSO的需求量。
从新建及改造而言,未来新建FPSO的数量将大量的增长。
FPSO主要功能(1)生产(Production),将从井口来的油气水混合液加工成含水量<0.5%、稳定的商用原油(2)储存(Storage),将加工好的原油储存在舱内(3)外输(Offloading),将舱内储存的原油输送到运油轮上(4)动力,安装有大型电站与热站,位井口平台、单点和FPSO提供电力和热源(5)生活基地,有生产操作人员的住室、厨房、餐厅和娱乐室等全套生活设施(6)生产指挥中心,配备有中央控制室、办公室等,是全油田的控制中心和生产指挥中心(7)水处理与注水,将伴生水处理成含油量达标(5~30ppm)的清洁水反注入地层(通过单点和海管送到井口平台)或排海;若伴生水太少,水量不足要求的注水量时,那么,要将海水处理成达标的注水水源(8)气处理,将伴有生气处理成燃料气以供电热站使用,如果伴生气太多,可将多余的燃料气压缩成液化天然气运回陆地使用,有些气田开采时也使用FPSO,将天然气处理成CNG、LGP或LNG(9)其他功能,如钻井,有些新型的FPSO还具有钻井功能,能够钻井和修井FPSO的技术特点(1)FPSO是石油集输、海洋工程和传播工程等高新技术集成的大型海上装置,也是多危险源高度集中的特殊载体(2)FPSO工作海域的水深从十几米到两、三千米不等,它适应风浪恶劣的北海到台风高发的南中国海,及多地震和多海冰的渤海,它可以不解脱地连续在海上工作二十多年,还是海上油田开发投资规模最大的单体(3)它适应几万吨到一千多万吨的海上油田的开发,及各种类型的复杂油气藏(4)FPSO的设计和建造反映一个国家的工业水平和海洋石油开发的综合能力(5)FPSO不是一般的海船,而是一座浮在海上的油气加工厂,原料是井里产出的油气水混合物,产品是商用原油、液化天然气(6)FPSO同事又具有一般海船的浮性、稳性、抗沉性、耐波性、适航性、总强度、疲劳强度等船的性能(7)单点系泊的FPSO在海上具有风向标效应,能使其位置保持在受环境力最小的方位(8)FPSO必须在海上长期(15~20年)、连续作业,设备的高性能和长效的防腐性能是一般海船所不可比的。
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深海工程专题图片:图片:海洋覆盖着地球3/4的面积,深海底蕴藏着丰富的油气资源,它已成为21世纪人类最重要的能源基础之一。
世界海洋石油发展的总趋势是走向深水,目前深水大型油气田达50多个,包括200多座深水平台设施、1000多套水下装置、1.2万千米的深海管道等设施,深水油田产能已达350万桶/天。
深水技术的发展不断刷新世界深海作业的最新水平:钻井作业水深达3050米,海底管道铺设水深达2150米,已投产油田作业水深达2192米。
深水油气田的开发正在成为世界石油工业的主要增长点和世界科技创新的热点。
我国的南海有着丰富的油气资源,被称为世界四大油气聚集地之一,石油地质储量约占我国油气资源总量的1/3,其中70% 蕴藏于深水。
它是我国海洋石油可持续发展的最有前景的区域。
随着我国对南海北部大陆架地球物理勘探的进行,南海深水区块的国际招标以中、菲、越三方在南海争议区14.5万km2区域联合勘探协议的签署,深水油田开发的步伐将会大大加快。
我国海洋石油目前的开发水平仅仅在200米水深范围,相对于开发深水油田的要求有着较大的差距,这就是我们面临的巨大挑战。
本专题系统地介绍了世界上已建和在建的深海顺应式平台,即张力腿平台和Spar平台,分析它们的结构特点,设计、研究、建造及使用情况。
分别对目前世界深海采油的主力军——张力腿平台(TLP)、Spar平台和浮式生产储油装置(FPSO)作了系统的、较全面的介绍,讲述其发展过程、主要特点、结构形式、设计建造、经济效益以及实施结果等。
对2004年前全世界所有的21座TLP和13座Spar平台作了详细分析。
对于浮式生产储油装置重点介绍其转塔和系泊设备以及我国浮式生产储油装置产业的发展。
本专题主要参考了2005年天津大学出版社出版董艳秋著的《深海采油平台波浪载荷及响应》和2000年石油工业出版社出版张钧主编的《海洋采油工程手册》。
专题文章:1、世界深海采油工程的发展2、张力腿平台的历史、现状和明天3、张力腿平台的结构形式和特点4. Mini TLP之West Seno5. 张力腿平台的工作原理及性能6. 张力腿平台的分类世界深海采油工程的发展自1920年委内瑞拉在马开波湖上用木结构平台钻井以来,海上石油资源的开发至今已有80多年的历史。
1947年在美国墨西哥湾建成世界第一座钢结构平台,50多年来海上油气的开发和利用越来越受到世界各国重视。
20世纪60年代,以美国为首的许多西方国家为摆脱能源危机,纷纷投资开发近海石油。
70年代形成近海石油的开发高潮。
当时,30多个国家的近海石油产量达3.76亿吨。
80年代,全世界从事海上油气勘探开发的国家和地区超过100个,其中40多个国家海上石油年产量达6.8亿吨,占陆海石油总产量32亿吨的21%。
2004年海上石油产量约13.15亿吨,占世界石油总产量的34%。
据统计,地球表面积约为5.11亿km2,海洋占70.9%,约占人类生活空间的2/3。
海洋平均深度为3730m,深度为3000~6000m 的海域约占海洋总面积的73.8%;水深小于200m的大陆架仅占海洋总面积的7.49%。
由此可见,人类从深海开发油气是今后长时期发展的必然趋势。
随着海上油气开发逐渐向深海推进,传统的移动平台(如钻井船、半潜式平台)由于在海浪作用下,其运动性能难以满足深水作业的要求而受到挑战。
固定式导管架平台和重力式平台随水深增加其自重和工程造价大幅度上升,因此亦不能适应深海油气开发的需要。
人类从20世纪50年代开始探索深海采油新型平台,顺应式平台(compliant platform)的概念随之被提出。
经过许多实验和探索,1984年在英国北海建造了世界上第一座张力腿平台(简称TLP)即Hutton平台,它位于水深157m处。
这标志着深水采油张力腿平台技术完全成熟。
事实上,该平台的设计、施工以及建成后实际监测都为以后的张力腿平台的建造提供了丰富的资料。
20世纪以来世界上已建成传统形式的张力腿平台11座,水深从三百米到一千多米,除一座为混凝土材料外,均为钢结构。
其基础形式不仅保留桩基而且还采用了裙式重力基础。
90年代以来,张力腿平台的形式有了很大的改进。
现在已形成三大系列,即Sea Stars系列、MOSES 系列和ETLP系列。
所谓Sea Stars TLP指的是1992年由Atlantia公司提出的单柱式简易小型平台设计方案,在墨西哥湾已建成4座;MOSES是Minimum Offshore Surface Equipment Structure 的简称,这种Mini-TLP的概念是由美国海洋工程师协会主席Peter Wybro博士提出的。
其主体受波浪力的作用小,改善了平台的运动特性,可在300m到1800m处工作。
这种类型平台在墨西哥湾已建成2座。
ETLP是延伸式张力腿平台(Extended Tension Leg Platform)的缩写,目前在西非安哥拉Kizomaba油田建设这样的平台2座。
至今为止,世界上已建和正建的张力腿平台共21座,其中在北海有3座、墨西哥湾有14座、东南亚有2座、西非有2座。
与此同时,另一种深水采油平台Spar平台亦于1987年由Edward E.Horton设计。
它具有钻探、钻井、完井和采油、储油多种功能,亦可设计成井口平台与浮式生产储油装置(FPSO)配合使用。
1997年世界上第一座Spar平台Neptune建成投产,短短几年中,它的结构产生了一些变化。
人们将2001年提出的桁架式结构形式的平台称为第二代Spar平台或称为 Truss Spar平台。
最近,又出现主体采用蜂巢结构形式的平台,称为第三代Spar平台或称为Cell Spar平台。
目前这种类型平台世界上已建和在建的共13座。
Spar平台是继张力腿平台之后的第二主力深水采油平台,已经受到人们的普遍青睐。
值得提出的是,在深海油气开发过程中,各种浮式生产储油装置(FPSO)亦在发挥着重要作用。
它与井口平台一起完成海上石油生产任务。
我国海底油气资源丰富,主要集中在渤海、黄海、东海以及南海北部。
大陆架勘探预计石油资源为275.3亿吨,天然气资源为10.6亿m3。
目前发现率仅为18.5%和9.2%,尚具有很大潜力。
2003年,中国海洋石油总公司国内外油气总产量达3336万吨油当量,其中国内产量2601万吨,海外权益产量735.4万吨。
根据有关部门发布的数据表明,2003年海洋石油产量2090万吨,比上年增长4.2%,占全国石油总产量的13%。
2004年海洋石油产量增长至4000万吨。
随着我国国民经济的快速增长,能源需求量越来越大。
因此,我国在加快近海油气开发的同时,向深海采油发展已势在必行。
张力腿平台的结构形式和特点张力腿平台是一种垂直系泊的顺应式平台,在20多年的实践中不断发展,已形成了一种典型的结构形式。
它一般由五大部分组成,分别是平台上体、立柱(含横撑和斜撑)、下体(沉箱)、张力腿系泊系统和锚固基础。
通常将平台上体、立柱及下体并称为平台本体。
下面,以第一代张力腿平台Auger Tension Leg Platform为例,简要地介绍张力腿平台的总体结构。
图1 Auger TLP平台总体示意图图1是一座第一代张力腿平台的总体结构示意图。
这种张力腿平台的布局俯视一般都呈矩形或三角形,平台上体位于水面以上,通过4根或3根立柱与下体连接,立柱一般为圆柱形结构,是平台波浪力和海流力的主要承受部件,其主要作用是提供给平台本体必要的结构刚度。
平台的浮力由立柱和位于水面以下的下体浮箱提供。
浮箱首尾与各立柱相接,形成环状结构。
由于位于水面以下较深处,所以浮箱受表面波浪力的影响较小。
张力腿与立柱的数量关系一般是一一对应的,每条张力腿由2~4根张力筋腱组成,上端固定在平台本体上,下端与海底基座模板相连,或是直接连接在桩基顶端。
有时候为了增加平台系统的侧向刚度,还会安装侧向系泊索系统,作为垂直张力腿系统的辅助。
海底基础将平台固定入位,主要有桩基或是吸力式基础两种形式。
中央井道位于平台本体的中心,可以支持干树系统,生产立管通过中央井道上与生产设备相接,下与海底油井相接。
从结构特点看,张力腿平台就像一个倒置的钟摆,是一个刚性系统和弹性系统两者综合的复杂非线性动力系统。
张力腿平台的分类目前世界上在建和在役的张力腿平台共有21座,这些张力腿平台的基本工作原理一致,但是结构形式以及应用方式却各不相同,为了清楚地区分它们,以下从三个方面对这21座张力腿平台进行分类,在以后的文章中将从每类中选出数个平台做详尽的图文介绍。
一、按照总体结构分类可以分为两个大类,即第一代张力腿平台和第二代张力腿平台;详见第二页。
二、按照采油树位置不同分类可以划分为湿树平台和干树平台两大类;详见第三页。
三、按照功能和应用方式分类可以分为大载荷张力腿平台、迷你型张力腿平台、井口张力腿平台三大类;详见第四页。
一、按照总体结构分类从1984年至今的20年时间里,对张力腿平台结构形式的优化一直是人们关注的热点问题。
为了进一步降低张力腿平台的成本,提高其适应性、稳定性和安全性,全世界的研究机构和石油公司不断提出新形式的张力腿平台,并将其投入实际生产领域进行检验,从而形成了多种多样的张力腿平台家族。
根据张力腿平台结构形式进化的阶段,大致可将它们分为两个大类,即第一代张力腿平台和第二代张力腿平台。
第一代张力腿平台是最早出现的张力腿平台,也是当今世界上数量最多的张力腿平台,目前在役和在建的平台共12座,占世界张力腿平台总数的一半以上,而且仍在不断发展壮大。
第一代张力腿平台的总体结构形式已经在前面介绍过了,在此不再赘述。
为了将它与此后发展起来的其他结构形式的张力腿平台相区别,又将其称为传统类型的张力腿平台。
自1984年以来,传统类型的张力腿平台在生产实践中不断发展,其理论研究和工程应用已经趋于成熟。
20世纪80年代 Hutton和 Jolliet平台的生产应用,为传统张力腿平台提供了丰富的数据积累和优良的工作记录。
进入90年代以来,传统类型的张力腿平台继续飞速发展,SnorreTLP和HeidrunTLP分别于1992年和1995年相继建成,使北海的张力腿平台数量达到了3座;从1994年到2001年,Shell石油公司又在墨西哥湾连续制造了5座传统类型的张力腿平台,分别是AugerTLP、MarsTLP、Ram PowellTLP、UrsaTLP和BrutusTLP; 1999年,BP也建成了该公司的第一座张力腿平台MalinTLP;2003年,Unocal公司在印度尼西亚的加里曼丹岛以东海域建成了WestSenoTLP,从而首次将张力腿平台引入到亚洲海域。
这些张力腿平台保持着张力腿平台工作性能的多项世界纪录,其中,HeidrunTLP的排水量达到290310t,是世界现役的张力腿平台中吨位最大的一座;SnorreTLP日产石油190000桶(1桶=158.9873dm3)、天然气3.2×106m3,保持张力腿平台生产能力的世界纪录;而UrsaTLP的工作水深则突破了千米大关,至2004年仍保持着张力腿平台工作水深的世界纪录。