深水铺管起重船建造方法及建造精度技术研究

国内外铺管方法与铺管船研究现状及发展趋势一、铺管方法随着世界海洋石油的大面积开发，对深水起重铺管船的需求垣越来越大。

随着世界海洋石油不断向深水发展，对深水起蘑铺管船的性能要求也越来越高。

世界海洋石油工业的高速发展推动了深水起霞铺管船的快速发展，也带动了起重铺管船装备的快速发展。

我国的深水油气开发虽然起步较晚，但发展势头之猛、发展速度之快，令世人瞩目。

但我国的深水油气田开发的施工装备与国外仍有一定的差距。

近年来，国家加大了研发投入力度，相关的企业也加快了市场开发步伐，希望能够为此提供一些有益的参考。

铺管方法主要有拖管法、S形铺管法(S-lay)、J形铺管法(J．1ay)、卷简式铺管法(Reel lay and Carousel lay)以及垂直铺管法：(vertical lay)1、拖管法在近海浅水区铺设海底管道时，通常采用拖管法，拖管法中的管道一般在路上组装场地或在浅水避风水域中的铺管船上组装成规定的长度，然后用起吊装置将管道吊到发送轨道上，再绑上浮筒和托管头，用拖船将管道拖下水，按预定航线将管道就位、下沉，最后将各管道对接，完成管道铺设全过程。

目前拖管法已经发展为4种方式：浮拖、水面下拖行、离地拖和底托。

1.1 浮拖浮拖是利用浮筒调节管道浮力使其漂浮在水面上，然后再用大马力主拖牵引管道首段延既定航线航行，尾拖轮牵引管道尾端控制其横向漂移以保证管道安全。

浮拖法主要应用于海面风浪较小的海域，受管道尺寸、海水流速、拖轮大小等因素限制，每次浮拖的管道长度从几百米到几千米不等。

1.2水面下拖行水面下拖行与浮拖法相似，只是将管道位置调整到水面下一定深度进行拖行。

与浮拖法相比，水面下拖行的管道受风、波浪等环境载荷的直接作用较小，管道更安全。

1.3 离底托离底托是利用浮筒和拖链将管道悬浮在海床以上一定高度，再由水面拖轮进行牵引前进，既减小了海面风浪的影响，又避开了海底障碍和地形起伏，因而适应范围较广。

离底托法中需要根据管道尺寸、允许及还留等环境条件计算浮筒、拖链的个数和间距，施工工艺比较复杂。

深水大型起重铺管船S型铺管系统研究◎ 涂永彬 赵洁 武汉交通职业学院摘 要：本文以深水大型起重铺管船S型铺管系统为研究对象，简要阐述张紧器、托管架、A&R绞车等主要铺管设备的用途及工作原理，并结合SEMAC 1号起重铺管船铺管作业实际流程，将S型铺管系统典型作业流程归纳为四个阶段，即坡口处理、辅线加工、主线加工和移船铺管，并展开介绍S型铺管系统完整铺管作业流程。

关键词：深水大型起重铺管船；S型铺管系统；张紧器；托管架；铺管流程1.概述深水大型起重铺管船主要服务于海工模块整体吊装与深海油气管道铺设，系统复杂，布置密集，自动化操控要求高，作业海况复杂，动力定位能力强，单船造价高，是国际公认的高技术、高附加值船舶[1]。

根据铺管方式的不同，铺管系统主要划分为S型铺管（S-Lay）、J型铺管（J-Lay）、卷筒式铺管（Reel-Lay）、柔性铺管（Flex-Lay）以及复合铺管（Multi-Lay）等[2]。

其中，由于S型铺管系统具备水深条件限制小，铺设管径范围大，工作站数量多，铺管速度快等特点，在深水大型起重铺管船中应用广泛。

2.S型铺管系统主要设备深水大型起重铺管船S型铺管系统装备各种铺管专用设备，根据管节传输流程，可以将铺管设备划分为管节传输设备、管线对中装置、管线支撑滚轮、张紧器、可调支撑滚轮、舷边吊、托管架等，其中，张紧器为铺管系统中的关键核心设备。

此外，在管线的回收和弃置过程中，还会使用到A&R绞车[3]。

2.1张紧器在S型铺管系统中，铺管作业流水线上的管线经过多道工序后，通过托管架，从船艉下水。

落入海床之前，悬垂于海水中的管线，由固定在船上的张紧器夹持并施加一定的张紧力，并随着风、浪、流等外界环境的变化调整张紧力的大小，控制管线姿态，使悬垂于海水中的管线不被拉断或折断。

（1）张紧器分类。

张紧器根据履带轮的位置可以分为水平张紧器和垂直张紧器两种。

水平张紧器如图1所示，夹持系统处于水平方向，利用水平方向的夹持力夹持管道。

起重船研发生产方案一、实施背景随着全球经济贸易的不断发展，水上运输及港口装卸货物的需求日益增长。

在此背景下，起重船作为重要的水上作业工具，对于提高港口运营效率、降低成本具有关键作用。

然而，当前市场上的起重船存在一定的不足，如作业范围有限、稳定性不足等，这使得研发新型起重船成为一种迫切需求。

二、工作原理起重船研发生产方案采用了先进的机电一体化技术，结合传感器和控制系统，确保操作的稳定性和安全性。

其主要工作原理是利用船舶的浮力，通过吊臂和吊钩进行货物抓取和提升。

此外，起重船还采用了电力驱动和液压系统，确保操作的流畅性和高效性。

三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析：对当前市场上的起重船进行调研，分析其优缺点及用户需求。

2.研发团队组建：组建涵盖机械设计、电气控制、液压传动等多领域的研发团队。

3.方案设计：根据调研结果，进行新型起重船的设计，包括船体结构、吊臂、吊钩、控制系统等。

4.模型制作与测试：制作新型起重船的模型，进行模拟测试，验证其性能和稳定性。

5.生产制造：根据测试结果，对新型起重船进行批量生产。

6.实地测试与用户反馈：在生产完成后，进行实地测试，收集用户反馈，持续优化产品。

7.市场推广与销售：将新型起重船推向市场，进行推广和销售。

四、适用范围本研发生产方案适用于全球各大港口、码头、海上平台等水上作业场所。

这些场所通常需要进行大规模的货物装卸和搬运，因此需要起重船具备高效、稳定、操作灵活的特点。

通过本方案的实施，可以大大提高这些场所的作业效率和降低成本。

五、创新要点1.全电力驱动：本方案采用了全电力驱动技术，使得操作更加平稳，同时降低了噪音和污染。

2.智能控制系统：通过引入智能控制系统，可以实时监测和控制起重船的操作，确保作业的安全性和稳定性。

3.多传感器融合：利用多种传感器融合技术，实现对货物重量、位置等的精准检测，进一步提高操作精度。

4.模块化设计：通过模块化设计，使得起重船的结构更加简单和易于维护，同时也方便了生产和组装。

铺管船研发生产方案一、实施背景随着全球能源结构的转变，海洋油气开发逐渐成为能源产业的重要组成部分。

海洋油气开发需要大量的管道铺设，而铺管船是进行管道铺设的关键设备。

然而，目前市场上的铺管船存在一些问题，如铺设精度不高、工作效率低下、维护成本高等，这些问题制约了海洋油气开发的发展。

因此，我们决定从产业结构改革的角度出发，研发生产一种新型的铺管船。

二、工作原理新型铺管船采用先进的导航技术和机械臂技术，可以自动进行管道铺设。

具体工作原理如下：1.导航系统：采用高精度GPS和海洋地形测量系统，对铺管船进行精确导航，确保管道铺设的精度和安全性。

2.机械臂系统：采用高精度的机械臂系统，可以在海上快速、准确地铺设管道。

3.自动控制系统：采用PLC控制系统，对铺管船的各项操作进行自动化控制，提高工作效率。

4.维护系统：采用智能化的维护系统，对铺管船的各项设备进行实时监控和维护，降低维护成本。

三、实施计划步骤1.设计阶段：进行新型铺管船的方案设计和详细设计。

2.制造阶段：根据设计方案，制造出新型铺管船的各个部件。

3.组装阶段：将各个部件组装成完整的铺管船。

4.测试阶段：对新型铺管船进行海上测试，检查各项功能是否正常。

5.投产阶段：将新型铺管船投入生产，并进行长期跟踪和优化。

四、适用范围新型铺管船适用于各种海洋油气开发场所，如近海油田、海上风电场等。

它可以提高管道铺设的精度和工作效率，降低维护成本，为海洋油气开发提供更好的支持。

五、创新要点1.采用先进的导航技术和机械臂技术，实现自动化管道铺设。

2.采用智能化的维护系统，降低维护成本。

3.设计紧凑、合理，操作方便，提高了工作效率。

4.采用了新型材料和工艺，使得铺管船的重量和能耗更低。

5.引入了数字化和智能化技术，提高了管道铺设的质量和效率。

6.优化了船体设计，提高了铺管船的稳定性和耐久性。

7.实现了对海洋环境的实时监测和适应，提高了管道铺设的安全性。

8.引入了模块化设计理念，方便了维修和升级。

深水起重铺管船结构强度分析汪战军;孙雪荣【摘要】介绍深水起重铺管船的船型特点，研究这种特殊船型的结构形式设计；结合船体质量分布和波浪载荷预报结果，进行总纵强度分析；借助三维有限元分析方法，对船体艉部结构进行局部强度分析；最后，分析总结该类工程船的设计关键及技术难点。

%This paper introduces the characteristics of the ship form for a deepwater pipelaying crane vessel ,and studies structural design of this typical ship. It analyzes the longitudinal strength by mass distribution and wave load. Then it analyzes the local strength of the stem structure by 3D finite element analysis method. Finally ,it analyzes and concludes the critical design factor and technical difficulties of this kind of working vessels.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P20-22,39)【关键词】深水起重铺管船;结构设计;强度分析【作者】汪战军;孙雪荣【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011【正文语种】中文【中图分类】U661.430 引言起重铺管船是集海洋结构物吊装、石油天然气管道铺设于一体的海洋工程装备。

随着越来越多海上油气田的开采，起重铺管船在油气田开采生产的产业链中具有举足轻重的作用。

深水半潜式起重铺管船船型优化方法彭小佳;宋安科;何宁;赵洁【摘要】半潜式起重铺管船是一种柱稳式的移动平台,具备大型起重及深水铺管功能,由于水线面小,该类船型的耐波性能大幅优于传统船型船,具有更好的作业天气窗口.半潜船船型优化设计是一个不断循环,持续改进的过程,整体主尺度及下浮体、立柱、上浮体等各组成部分的尺度、形状选定既要满足作业设备和不同舱室的布置需求,还要满足船舶稳性、浮力及压我的要求,并且还是决定船舶运动性能的关键.合理的优化船型是半潜船设计的核心技术,该文对该类船型的优化设计经验进行了总结.【期刊名称】《中国海洋平台》【年(卷),期】2015(030)006【总页数】5页(P20-24)【关键词】半潜式起重铺管船;船型优化;柱稳式平台【作者】彭小佳;宋安科;何宁;赵洁【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451【正文语种】中文【中图分类】U69半潜式起重铺管船(SSCV)是一种柱稳式的移动平台，分为上浮体、立柱、下浮体三部分，具备大型起重及深水铺管能力。

由于水线面小，该类船型的耐波性能大幅优于传统船型船，具有更好的作业天气窗口。

近年来，中海油正在加快深水船队的建设步伐，但在半潜式起重铺管船这一领域仍然空缺，在深水项目中仍然受制于人。

为了持续提高我国深水海洋工程装备能力，打破国外公司在该领域的垄断，海油工程公司正在进行半潜式起重铺管船的前期研究，海工设计公司也自主完成了概念设计。

国内大部分设计人员暂未掌握该类船型的优化方法，在设计过程中会出现反复优化后船舶性能仍达不到作业要求的情况。

该文对该类船型的主尺度优化设计方法进行了总结，为国内设计人员进一步的研究提供参考。

半潜船主尺度的确定主要考虑以下5个方面[1]：(1) 空船重量与浮力；(2) 耐波性能及气隙；(3)稳性(失荷稳性、完整稳性、破舱稳性、冗余浮力)；(4)建造船厂、设备尺寸等限制；(5)压载能力需求。

“海洋石油201”深水起重铺管船动力定位能力分析吴宝昌;赵林【摘要】深水起重铺管船是深水油气资源开发的重要装备,其定位系统定位能力是起重铺管船的关键设备之一.以我国首艘深水起重铺管船“海洋石油201”为研究对象,参考相关规范和经验公式,计算了船舶在设计海域受到的环境载荷,并根据API 规范的推荐要求,对船舶动力定位系统的定位能力进行了分析.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P64-68,91)【关键词】海洋石油201;起重铺管船;动力定位系统;定位能力【作者】吴宝昌;赵林【作者单位】重庆舸海机电有限公司,重庆400021;重庆舸海机电有限公司,重庆400021【正文语种】中文【中图分类】U664众所周知，我国陆地和浅海油气资源开发已进入中后期。

随着国家深海战略的大力实施，我国深海油气资源开发装备迎来了空前的发展良机。

而作为深海油气资源开发装备队伍的重要成员，深水起重铺管船承担着管道铺设，装备调运与模块安装等油气资源开发过程中的关键任务。

我国首艘深水起重铺管船“海洋石油201”是我国“五型六船” 深海舰队中的核心成员，与我国首艘第六代深水半潜平台“海洋石油981”一起代表了我国海洋工程装备的最高水平。

动力定位系统作为动力定位海工装备中的关键设备，其设计、制造、安装与维护均需进行重点考虑。

基于此，本文对我国首艘深水起重铺管船“海洋石油201”动力定位系统的定位能力进行了分析计算。

根据分析结果本文对该船动力定位系统的定位性能进行了评估。

“海洋石油201”入级美国船级社(ABS)和中国船级社(CCS)双重船级，具有每天5 km的铺管速度和4千t的海上吊装能力。

该深水起重铺管船作为一艘高技术船舶，配备了大型海工吊机、深海铺管设备以及全电力推进系统等多种先进海工装备，如图1所示。

“海洋石油201”在进行铺管作业时，其动力定位系统满足DP2级动力定位要求，进行起吊作业时，其动力定位系统满足DP3级动力定位要求。