《起重、鋪管船工程設(shè)計》以起重、鋪管船總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和方法以及此類船舶一些特殊系統(tǒng)的設(shè)計方法為主題內(nèi)容,重點介紹扒桿起重船、單船體全回轉(zhuǎn)起重船、半潛起重船以及各類鋪管船的船型特點、主尺度選取、總布置原則、穩(wěn)性計算方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法;還介紹了鋪管船的各種鋪管作業(yè)類型、系統(tǒng)組成,以及起重、常用的錨泊定位系統(tǒng)、動力定位系統(tǒng)、壓載和抗傾調(diào)載系統(tǒng)的原理和設(shè)計方法;*后對全回轉(zhuǎn)起重機的特點和機構(gòu)組成做了簡要介紹。
《起重、鋪管船工程設(shè)計》可供從事起重、鋪管船設(shè)計研究的專業(yè)技術(shù)人員參考。
起重、鋪管船是具有起重或鋪管功能的特種海洋工程船舶,廣泛應(yīng)用于海洋油氣開發(fā)設(shè)備安裝、海底管線鋪設(shè)、廢棄平臺撤除、應(yīng)急搶險打撈、海上橋梁建設(shè)、海上風電安裝、水工樁基施工、造船等,是發(fā)展海洋經(jīng)濟、建設(shè)海洋強國不可或缺的“利器”。
起重、鋪管船的船型設(shè)計隨著人類進軍海洋、利用海洋的發(fā)展而演變。世界上第一艘具有現(xiàn)代意義的起重船誕生于20世紀20年代,其后經(jīng)歷了由數(shù)百噸起重能力到上萬噸起重能力,由固定臂架起重機到全回轉(zhuǎn)起重機,由拖帶調(diào)遣到自主航行,由港口碼頭、淺海灘涂作業(yè)到深海作業(yè),由錨泊定位到動力定位等的發(fā)展演變,先后出現(xiàn)了雙體船型、多體船型以及半潛起重船。鋪管船則經(jīng)歷了漂浮鋪管法、拖曳鋪管法、挖溝鋪管法、S型鋪管法、J型鋪管法、R型鋪管法等鋪管工藝的演變。改革開放以來,我國在起重、鋪管船的開發(fā)、設(shè)計、建造方面取得了長足的發(fā)展,自主設(shè)計建造了多種大型單船體起重船、S型鋪管船。在大型半潛起重鋪管船、J型和R型深水鋪管船的關(guān)鍵技術(shù)研究方面也取得了可喜的成果,正在趕超國外的先進設(shè)計水平。
世界油氣總儲量的44%將來自海洋,海洋是未來油氣資源的希望所在。我國油氣勘探開發(fā)向南海等深海海域進軍,迫切需要作業(yè)水深大、起重能力強的高端大型起重、鋪管船來參與海上油氣勘探開發(fā)設(shè)施的建設(shè)。另外,墨西哥灣、北海、西非周邊海域及東南亞周邊海域等傳統(tǒng)海洋油氣產(chǎn)區(qū)有大量廢棄平臺需要拆除,國內(nèi)僅渤海和南海就有數(shù)十座廢棄樁基平臺需要拆除,這些都需要不同能力、不同定位的起重船來完成。與我國經(jīng)濟快速增長相對應(yīng)的是海上運量的高速增長,逐年增長的海難事故中的難船也趨向大型化。作為現(xiàn)代打撈工程中的核心裝備,大型打撈起重船對于難船整體打撈、快速搶險清障是必不可少的。此外,我國蓬勃發(fā)展的跨海大橋建設(shè),海上風電安裝,港口碼頭水工,沿海島嶼水、電、煤海底管網(wǎng)鋪設(shè)等都對先進、高端的起重、鋪管船有著很大的市場需求。
本書著重介紹起重、鋪管船工程設(shè)計中與常規(guī)船舶不同的技術(shù)要點,包括起重、鋪管船總體、結(jié)構(gòu)設(shè)計和一些特殊系統(tǒng)的設(shè)計,期望能對從事類似船舶設(shè)計起重、鋪管船工程設(shè)計研究的工程技術(shù)人員具有一定的參考價值。全書共分10章,第1章重點介紹了起重、鋪管船的概念與特點、應(yīng)用與市場需求、歷史與現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢等;第2章至第4章重點介紹了各類起重船的船型特點、主尺度選取、總布置原則、穩(wěn)性計算等;第5章重點介紹了S型、J型和R型鋪管船的鋪管作業(yè)系統(tǒng)原理與配置、總布置原則、穩(wěn)性計算等;第6章重點介紹了起重鋪管船的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計方法;第7章重點介紹了多點錨泊系統(tǒng)的特點、設(shè)計計算、設(shè)備配置等;第8章重點介紹了動力定位系統(tǒng)的規(guī)范公約、計算分析、FEMA 等設(shè)計要點;第9章重點介紹了壓載和抗傾調(diào)載系統(tǒng)的分析設(shè)計方法;第10章重點介紹了全回轉(zhuǎn)起重機的特點及機構(gòu)組成。
本書第1章緒論、第2章扒桿起重船由馬網(wǎng)扣編寫;第3章單船體全回轉(zhuǎn)起重船總體設(shè)計由周健編寫;第4章半潛起重船總體設(shè)計由毛建輝編寫;第5章鋪管船總體和作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計中的5.1.1、5.1.5、5.2.1、5.3.1節(jié)由程峰編寫;5.1.2~5.1.4、5.2.2、5.2.3、5.3.2節(jié)由周健編寫;第6章半潛起重鋪管船結(jié)構(gòu)設(shè)計由周佳編寫;第7章多點錨泊定位系統(tǒng)由鄒雯編寫;第8章動力定位系統(tǒng)、第9章壓載和抗傾調(diào)載系統(tǒng)由周健編寫;第10章全回轉(zhuǎn)起重機簡介由程峰編寫。本書在撰寫過程中還參考了一些專家學者的論文、專著,在此向他們表示誠摯的謝意。
由于編者水平和能力有限,書中存在的疏漏和不妥之處,懇請廣大讀者和同行專家批評指正。
周健,研究員。第七〇八研究所研究員,擔任多種起重打撈工程船、鋪管船項目工程總設(shè)計師,多項科技部等國家課題技術(shù)負責人。獲中船集團科技進步二等獎3項,上海市發(fā)明專利一等獎1項,獲中國造船學會科技一等獎1項,中國造船學會科技三等獎1項。
1 緒論
1.1 起重、鋪管船基本概念
1.2 起重船主要分類及特點
1.3 鋪管船主要分類及特點
1.4 起重、鋪管船的應(yīng)用與市場需求
1.5 起重、鋪管船的發(fā)展概況
1.6 起重、鋪管船的發(fā)展趨勢
2 扒桿起重船
2.1 扒桿起重船起重機形式
2.2 扒桿起重船船型
2.3 扒桿起重船驅(qū)動形式
2.4 扒桿起重船主尺度選取
2.5 扒桿起重船總布置
2.6 扒桿起重船的穩(wěn)性
3 單船體全回轉(zhuǎn)起重船總體設(shè)計
3.1 概述
3.2 單船體全回轉(zhuǎn)起重船特點簡介
3.3 單船體全回轉(zhuǎn)起重船主尺度選取
3.4 單船體全回轉(zhuǎn)起重船總布置
3.5 單船體全回轉(zhuǎn)起重船穩(wěn)性和浮態(tài)
3.6 單船體全回轉(zhuǎn)起重船耐波性能
4 半潛起重船總體設(shè)計
4.1 概述
4.2 半潛起重船特點簡介
4.3 半潛起重船的船型和主尺度
4.4 半潛起船總體布置
4.5 半潛起重船船體構(gòu)造設(shè)計
4.6 半潛起重船運動性能預(yù)報
4.7 半潛起重船航行阻力及快速性
4.8 半潛起重船作業(yè)穩(wěn)性和浮態(tài)
4.9 半潛起重船破艙穩(wěn)性
5 鋪管船總體和作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計
5.1 S型鋪管船總體和作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計
5.2 J型鋪管船簡介
5.3 R型鋪管船簡介
6 半潛起重鋪管船結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計概述
6.2 設(shè)計規(guī)范及指南
6.3 起重鋪管船結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.4 起重鋪管船結(jié)構(gòu)分析
6.5 起重鋪管船主體高負荷區(qū)域強度設(shè)計
6.6 獨立設(shè)備或局部區(qū)域結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析
7 多點錨泊定位系統(tǒng)
7.1 起重、鋪管船多點錨泊系統(tǒng)概況
7.2 起重、鋪管船多點錨泊系統(tǒng)組成及布置
7.3 多點錨泊定位系統(tǒng)的設(shè)計計算
7.4 錨泊定位系統(tǒng)主要設(shè)備的選型和配置
8 動力定位系統(tǒng)
8.1 起重、鋪管船常用動力定位系統(tǒng)簡介
8.2 動力定位規(guī)范、公約和國際組織文件簡介
8.3 起重、鋪管船動力定位系統(tǒng)設(shè)計要點
9 壓載和抗傾調(diào)載系統(tǒng)
9.1 起重船壓載和抗傾調(diào)載系統(tǒng)的應(yīng)用
9.2 起重船抗傾調(diào)載系統(tǒng)的參數(shù)確定
9.3 壓載泵壓載調(diào)載系統(tǒng)設(shè)計
9.4 壓縮空氣式壓載調(diào)載系統(tǒng)設(shè)計
9.5 兩種調(diào)載方案比較
9.6 專用抗橫傾系統(tǒng)簡介
10 全回轉(zhuǎn)起重機簡介
10.1 浮式起重機的類型
10.2 桅柱式海洋工程起重機簡介
10.3 基座式可旋轉(zhuǎn)起重機
10.4 基座式可旋轉(zhuǎn)起重機和桅柱式海洋工程起重機區(qū)別
參考文獻
索引