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水下生产系统防沉板结构形式改进研究徐蒙;杨树耕;王晗;刘晓峰【摘要】防沉板是水下生产系统的重要基础形式,在海洋工程开发中有着广泛应用.基础承载能力不仅决定防沉板的适用范围,还关乎水下生产系统的稳定性与安全性.运用有限元软件ABAQUS,建立防沉板与土体的相互作用模型,通过平衡初始地应力,设置主从接触,施加重力荷载与位移约束,用Swipe法对不同结构形式防沉板进行数值模拟.比较分析多种防沉板在复合加载模式下的极限复合承载能力差异,讨论了单轴竖向承载力、V-H、H-M荷载空间破坏包络线.计算结果显示,防沉板是否有底部结构、底部结构的形式、布置以及深度对荷载位移曲线以及破坏包络线有着显著的影响.提出了通过改进防沉板结构形式以克服承载力不足的问题的建议,为拓宽防沉板的运用领域提供了参考.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2016(035)004【总页数】7页(P436-442)【关键词】防沉板;水下生产系统;破坏包络线;极限承载力【作者】徐蒙;杨树耕;王晗;刘晓峰【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TE88随着海洋开发技术的发展，水下生产系统在开发深海油气田时具有明显的综合经济优势，已经成为深海油田开发的重要方式。
水下生产系统的发展一定程度上影响了我国边际油田及深水油田的开发进程（宋琳等，2013）。
对水下生产系统各方面的研究中，基础结构研究作为最基本的部分，影响着水下生产系统的选型、安装、在位安全等各个方面。
防沉板是用于水下生产系统的一种浅基础形式，具有费用低廉，安装简单的特点并被广泛运用。
水下生产系统的固定式结构，诸如管汇、管跨保护装置、井口基盘、限流阀、隔离阀、管道终端等结构物都可以采用防沉板作为其基础形式，同时，一些临时的修井、修管设备也多采用防沉板作为其基础。
第47卷第2期2018年4月船海工程SHIP&OCEAN ENGINEERINGVol.47 No.2Apr.2018DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2018.02.007考虑渔业作业影响的水下g Y E保护罩分析刘孔忠1!蒋梅荣2,3’4!张翼1!姜瑛3!王长涛3!孙雪梅3(1.中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海200335;2.中海油研究总院有限责任公司，北京100028$3.海洋石油工程股份有限公司，天津300451;4.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072)摘要:对中国海某气田项目水下Y型三通结构％WYE)进行破坏及泄漏风险调查，分析渔网拖挂载荷及防护方式，讨论国际成熟规范（ISO13628 - 1)的适用性，采用SACS软件对渔网载荷作用下W YE保护罩进行在位计算分析及校核，结果表明:该海域的渔网拖挂载荷总体上小于国际标准，*013628 - 1规范推荐的渔网载荷作为该气田项目水下结构物的设计载荷是合理的;WYE保护罩在位分析及以API R P A规范为校核依据的分析结果表明，水下W YE的渔网保护罩结构强度和渔网防护能力满足要求。
关键词:渔业作业;WYE$渔网拖挂载荷;保护罩;在位分析中图分类号:U698.7;P75 文献标志码:A油气开发海域的渔业作业可能对水下结构物造成一定破坏，严重时会引起油气泄漏，导致环境与经济损失[1]。
据中国海域海洋石油统计数据显示，近10年来，海管、海缆损坏事故不断发生，其中渔船破坏8起，外力破坏4起，挖沙船破坏2起[2]。
中国海某气田群位于某岛东部目标海域C 渔场区域内，最近的渔港是位于某岛D渔港。
该海域水产资源丰富，是幼鱼、幼虾及海藻繁育、生长和栖息的重要场所。
据初步统计，2010年仅海南省生产渔船在该渔场的捕携渔获量占据该省总渔获量的40. 85%。
因此，该水域渔业资源的变动对邻近两省有关市县的渔业生产影响较大。
渔船拖网作业对海底管线在位稳定性的影响分析能源需求的迅速增长,推动着世界各地海底管道工程的快速发展。
海底管道在油气生产运输发挥着关键的作用。
海底管道往往会穿过渔场,拖网渔船的不规则活动一旦造成海底拖网设备对海底管道产生撞击和拖拽,甚至还会出现勾扯现象,将大大提高海底管道破坏损伤的风险,严重危害海管的安全生产。
虽然挪威船级社相关标准给出了拖网与海管之间相互作用的经验公式,但是忽略了一些实际因素,计算结果非常保守,造成设计浪费。
因此,需要对管道受到撞击后的响应规律进行分析,建立更符合实际情况的计算评估模型,更好地为海底管道的风险评估、工程设计和防灾减灾提供参考。
本文首先介绍了拖网渔具的基本知识以及碰撞响应的计算理论,为后文的数值仿真分析奠定基础。
在挪威船级社相关标准中,并没有考虑海床和混凝土配重层对撞击作用的影响。
因此本文以有限元结构分析程序ABAQUS软件为平台,在数值模拟中考虑几何非线性、材料非线性和接触界面非线性等力学行为,从而进一步揭示拖网作业对海底管道的损伤规律。
运用有限元软件ABAQUS建立拖网板—海管—海床的数值模型,在模型中充分考虑管土耦合作用和混凝土层的防护作用,并将规范中的经验公式与数值计算结果进行对比,验证数值模型的合理性。
利用已建立好的有限元模型,对拖网板与海底管道的碰撞过程进行时程分析,总结出海管在初始撞击阶段的变化规律。
将基本有限元模型分别与拖网板—海管模型和拖网板—裸管—海床模型进行类比,运用具体数据分析混凝土配重层和海床对海底管道损伤特性的影响。
本文采用单敏感性分析的方法,结合DNV-RP-F111中的经验公式和有限元模型的结果分析,确定拖网板与海底管道撞击过程的主要敏感性因素,包括:拖网板质量、拖网板速度、海底钢管厚度、海底钢管外径。
通过对基本模型进行调整,分析各敏感性因素对海底管道局部凹陷和整体弯曲的影响,从而准确预测海底管道受到撞击后的损伤规律,方便海底管道的工程设计应用,延长其使用寿命。
金枪鱼围网网具水动力特性及沉降性能研究金枪鱼围网是围捕类渔具中最为先进的一种作业方式,其作业原理是利用中上层鱼类的表层集群行为,采用圈捕的方式,通过收绞底纲完成包围鱼群,达到捕鱼目的。
这种围捕的基本技术最初应用于鲐鱼、沙丁鱼和鳀鱼等小型鱼种,后来扩展到表层金枪鱼渔业中。
目前,金枪鱼围网的目标鱼种包括鲣鱼Katsuwonus pelamis、黄鳍金枪鱼Thunnus albacares等。
由于以前的捕捞技术是建立在渔业资源相对比较丰富、能源成本较低以及捕捞对环境影响较小的基础上,但随着渔业资源不断被开发利用,现在的渔具渔法更关注于生态环境的保护,以及能源成本的节约,从而引发了渔具设计理念的转变。
围网网具发展步入到了网具性能优化的阶段,这主要是渔业管理的驱动,使人们不仅仅只关注高效的围网网具,更多地去关注生态保护及节能的优化网具。
围网研究的主要内容有网具沉降特性、水动力特性及网具形态三方面,为了实现网具性能的优化适应现如今的捕捞策略,本研究立足于围网沉降特性和水动力特性研究,对网具本身属性和捕捞参数进行优化,以期提高网具的作业性能。
网具优化的参数可包括:网具结构、网具本身属性、捕捞操作参数、放网模式等。
但在网具性能优化过程中,1)围网网具的主要作业指标及影响因素有哪些?2)不同材料的网片水动力特性的变化规律?3)对于围网和拖网渔具,在水中运动均与水流呈小冲角运动,网具的水动力特性如何表现?4)优化参数对网具特性的影响效果评估?5)如何评价优化网具的渔具性能?这些问题是造成我国金枪鱼围网网具性能优化的方向不明确的一些主要原因。
为此,本研究通过海上实测调查的结果,得到了网具的作业性能的影响因素,在实测的基础上开展新兴材料的网具水动力特性研究,了解不同材料和不同结节类型的网片水动力特性,量化分析下纲配重、放网速度对网具性能的影响,以及不同材料的网具沉降特性的差异,最终提出我国金枪鱼围网的优化方案,并通过动水槽试验评估优化后网具性能效果。
海底拖网捕鱼法的破坏力黎荔听说有一种毁灭性的捕捞方式——海底拖网捕鱼法。
海底拖网是指渔船在作业时拖曳着一张与海底保持接触的张开的网。
在所有常用的捕鱼方法中，海底拖网捕鱼法对生态的损害最大，尤其最近10多年来，底拖网船的升级革新，过去的普通尼龙拖网，也发展成网底加装防刮尼龙布，珊瑚、海藻、石头以及任何东西样样都能拖。
当数量庞大的大型底拖网船每天在海头近海海域来回拖刮，造成海底生态多样性早已被破坏殆尽，形成了海下荒漠化。
作为一个临海国家，中国拥有300万平方公里的海域和3.2万公里的长海岸线，然而，为什么中国正面临着“近海无鱼”的残酷事实，很大程度上就因为各种竭泽而渔、断子绝孙的捕鱼方法。
而且，这种赶尽杀绝的趋势还在蔓延。
随着近海鱼类种群的衰退，海底拖网作业开始向海洋的更深处进行。
每一种生态系统，都有着自己独特的生态秩序。
长期海底拖网不仅从海底清除了有机碳，而且威胁着深海生物的多样性。
研究人员发现，被海底拖网清除的有机碳可能构成了深海生态系统每天所获得的有机碳的60%到100%。
研究人员还发现，与未进行拖网作业的地区相比，进行拖网作业的地区的小型底栖动物即底栖无脊椎动物的丰富程度减少了80%，生物多样性减少了50%，其中包括线虫类物种的丰富程度减少了25%。
持续的深海拖网作业对海底生物多样性和整个海洋体系产生了威胁。
海洋王国层层叠叠，错综复杂、相生相克的海底生物多样性越来越少，与动植物命运相缠绕的人类社会何尝不是如此？美国著名的城市规划师简·雅各布斯，在负责报道城市重建计划的过程中，她逐渐对传统的城市规划观念发生了怀疑，并由此写作了《美国大城市的死与生》一书。
她认为，任何从上到下的城市规划企图只会让一个伟大的城市死亡。
而历史自发形成的多样化、多业态、密路网的城市，人们徜徉其中一举手一投足都可以交换各种social cues，相互获得安全感，这种自组织性是城市的生命之源。
在这本对现代城市规划思想完全批判的书中，作者勇敢地挑战了传统的城市规划理论，使我们对城市的复杂性和城市应有的发展取向加深了理解，也为评估城市的活力提供了一个基本框架。
第20卷 第8期 中 国 水 运 Vol.20 No.8 2020年 8月 China Water Transport August 2020收稿日期：2020-06-02作者简介：董鹏，合瀛工程咨询（上海）有限公司。
水下管汇防渔网拖挂设计董 鹏（合瀛工程咨询（上海）有限公司，上海 200041）摘 要：单点码头、深水油气田和边际油气田开采设计中，水下管汇（PLEM）是其中重要组成部分。
但随着海洋捕捞业和养殖业的发展，渔网对PLEM 的拖挂会造成PLEM 的倾覆，甚至破坏；因而在PLEM 的设计中，不但需要进行专门的防渔网拖挂结构设计，而且需要模拟渔网拖挂荷载，完成PLEM 的渔网拖挂计算及稳定性校核。
本文将通过总结笔者PLEM 防渔网拖拉的设计经验，为PLEM 设计提供合理的参考与建议。
关键词：水下管汇；PLEM；渔网保护装置；拖挂荷载中图分类号：P75 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）08-0007-03一、PLEM 介绍PLEM 作为离岸工程中重要的水下结构物，其主要功能是汇集采油树/油轮的油气，通过水下管线，外输至中心平台/陆上终端。
一般的PLEM 由管路、阀门、连接装置、控制器、结构框架和基础组成，各种形式的PLEM 重量从几十吨到几百吨不等。
PLEM 的安装通常采用底拖法安装，即在托管施工前作为托管头与对应的海底管线焊接在一起，然后下水。
图1 PLEM 结构简图二、PLEM 结构设计对渔网拖挂的影响PLEM 的结构尺寸由其功能确定，设计标准遵循规范API RP 2A（21st）以及NORSOK U-001。
其结构主要由3部分组成：基础、底座和保护装置。
其中，保护装置的设计需要着重考虑防渔网拖挂设计。
1．基础基础起到支撑PLEM 全部重量的作用，主要有如下四种类型：（1）钢管桩 （2）吸力桩（3）群板与防沉板基础 （4）防沉板联合基础根据PLEM 结构自重，及所在海域的地质特点的不同，可选用不同的基础。
