海洋工程

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海洋工程(Ocean Engineering)

　　海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，并且工程主体位于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程。

　　海洋工程具体包括：

　　(一)围填海、海上堤坝工程；

　　(二)人工岛、海上和海底物资储藏设施、跨海桥梁、海底隧道工程；

　　(三)海底管道、海底电(光)缆工程；

　　(四)海洋矿产资源勘探开发及其附属工程；

　　(五)海上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海洋能源开发利用工程；

　　(六)大型海水养殖场、人工鱼礁工程；

　　(七)盐田、海水淡化等海水综合利用工程；

　　(八)海上娱乐及运动、景观开发工程；

　　(九)国家海洋主管部门会同国务院环境保护主管部门规定的其他海洋工程。

　　就海洋工程的科研力量来说，我国现已有专门的海洋工程设计公司、研究所、大专院校及海洋工程国家试验室等。多年来，在海洋环境及荷载、平台结构响应分析、桩基分析、管道分析 管节点的应力与疲劳、海洋平台用铜、海工结构的无损碴测等方面都取得了有成效的研究工作。随着研究的深入，研究方向已显示出以下特点：从平台构件的研究向平台整体分析的研究；从确定性的研究向可靠性的研究 从理想化的分析向计及构件缺陷的分析；从当前的甲白分忻向未来深水平台的研究。例如，目前对固定式平台整体的结构分析、可靠性分析、疲劳分析等都有了相当多的成果，计及撞测缺陷后考虑可靠度更新的平台评估也进行了研究 为深海开采所用的海洋张力槌式平台(TLP) 独柱式平台(SP)、浮式生产储运系境(FPSO)及超大型浮式海洋结构物(VLFS)的研究也都有了进展。

　　80年代，由国家经委组织的“海上平台管节点研究委员会”在国内对海洋平台管节点的应力及痘劳进行了全面的研究。应用国产钢材制造的管节点模型进行了系列疲劳试验，据此制作了S-N曲线。对海洋石油开发影响深远的我国863海洋高科技项目也已开始启动。

　　21世纪时海洋世纪，海洋经济也逐渐成为我国国民经济新的增长点；随着海洋产业的高速兴起，海洋工程装备已成为世界主要早换企业新的利润增长点。《船舶工业调整振兴规划》明确要求加快自主创新，发展海工装备，逐步扩大海工装备的市场份额 海洋工程设备的结构特点决定了大多数产品都要在船厂建造，与商船相比，海洋工程设备市场规模和需求量的稳定性虽有不足，但由于建造技术要求高，价格昂贵，因此船厂收益率仍较高。从过去20年间世界造船业的发展看，无论是传统的，还是后来兴起的造船国家，无不重视海洋工程这一市场，我国这几年海洋工程发展也很迅猛，通过研制或引进技术，建造了一些海洋工程装备，如BINGO-9000型钻井品太和30万吨FPSO等；同时修理和改装了一批海上钻井和采油平台，研究开发了7000米深潜器、水下勘测与测量装备以及有关的材料和制造工艺等。上海外高桥造船公司还与2007年截获了中海油3000米深水半潜式钻井平台建造的总包含合同。可以说，我国在海洋工程开发方面也已有了一定基础，形成了一定的技术储备和建造能力 新世纪以来，我国海洋工程装备制造业抓住国内外市场机遇，取得了长足进步，为下一步的发展打下了良好基础。目前在渤海湾地区、黄海沿海地区、长三角地区、珠三角地区，已经初步形成了一定规模的产业聚集区。目前我国海洋工程装备制造业的年产值已接近300亿人民币，世界市场份额在7%左右。目前，我国已经积累了较为丰富的浅水油气开发装备的建造经验，基本掌握了相关装备的自主研发设计能力，并成功建造了多型深水海洋工程设备产品、自升式钻井平台以及三用工作船、半潜式自航工程船等海洋工程作业船和辅助船等，成为我国的优势产品领域，多型自升式钻井平台已经实现了批量生产。海洋工程作业船和辅助船世界市场份额已经到达30%以上。

　　作为开发海洋资源的一种活动，海洋空间利用已有相当长的历史，最早利用海面空间是两千多年前的海上交通运输。然而直到2O世纪60年代，由于海洋工程等技术的逐步提高，以及城市化、工业化的迅速发展，导致陆上用地日趋紧张，使人们更加重视海洋空间的利用。海洋空间资源的开发利用可分为几个方面。第一、生活和生产空间；第二、海洋交通运输；第三、储藏和倾废空间；第四、海底军事基地。解决海洋空间利用的工程技术问题也是近年来海洋工程界研究的热点。

　　(1)国外海洋石油工程装置

　　至2004年底，国外已建成约25座世界上最先进的第五代半潜式钻井平台，钻井的最大水深已超过3000m。张力腿平台、SPAR平台在国外已广泛应用于深海油气田开发。各种产品已逐渐形成系列，如半潜式平台的“BINGO”系列、“GVA”系列等，张力腿平台的“Seastar”系列、自升式平台的“JU2000”系列(美国Friede&G01dman公司)和“CJ50”系列(荷兰GUSTOMSC公司)等。20世纪80年代，中型自升式平台的升降桩腿，已采用三角形、四方形截面的混凝土结构制成，能用于水深超过60m，并可减少波浪、潮流等外载荷的作用。继自升式平台之后又出现了半潜式钻井平台。1962年，美国建成“兰水一号”半潜式钻井平台。

　　1979年2月24日，日本海洋钻井公司在日本新泄省三岛群寺泊町水深127.5m的海上油气田，也采用了半潜式钻井平台“白龙五号”。据《Offshore》统计，截止2003年8月全世界投入运行和在建的FPSO为119艘。从现有的1l9艘FPSO分析：旧油船改装65艘，占总数54.6% ；新建53艘，占44.5% ；1艘不详。从现有119艘FPSO的DWT来看，5万吨以下有12艘；5～10万吨有21艘；10-15万吨有38艘；15～20万吨有11艘；20～25万吨有3艘，25万吨以上有24艘；另有10艘吨位不详。其中20万吨以上超大型FPSO占22.7%。据不完全统计(截止2003年9月底)，近年来世界船厂共接获FPSO订单11艘，20万吨以上的就有4艘，占45%。近年来FPSO进一步向LPGFPS0、LNGFPS0、FSRU、FPDSO等形式发展。

　　(2)深海作业平台

　　随着海上油气资源的开发不断向深海发展以及其他深海资源开发的兴起，深海作业平台成为海洋工程界的热点之一。即将投入使用的URSA张力腿平台的工作水深将达1250米，然而这些深水平台技术复杂，造价十分昂贵。因此，当前世界各国都致力于开发新型的深水平台，以降低造价。这方面的研究工作，美国处于前列。例如，美国提出一种“新一代移动式海上钻井装置——带可回收重力基础的浮力腿平台”的设计方案。该方案将甲板及上部设备支撑在一个很长的单圆柱浮力腿上。浮力腿则由八组系索固定于靠压载控制的可回收的重力上。当一口井钻井完毕后，重力基础可用排除压载的方法回收，整个结构可方便地移至另— 个井位。该结构具有良好的运动特性，建造简单，移动性好，兼具柱型浮标(SPAR)与张力腿平台的优点。该平台工作水深为915米的方案不包括上部设备的总造价为7500万-8500万美元，远低于同样功能的其他形式的平台。中船重工集团公司第七。二研究所、上海交通大学等单位对适用于深水的张力腿平台和轻型张力腿平台进行了理论分析和模型试验，为深海平台研究打下了一定的基础，但研究工作远未深入。

　　目前的油气资源开发主要是在100多米水深的大陆架地区，随着向深海的发展，深海仁业平台必须提到议事日程上。