海洋工程大型起重設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù)研究

蘆紅威

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津300452）

海洋工程大型起重設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù)研究

蘆紅威

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津300452）

探討了國(guó)內(nèi)一些海洋公司的起重船發(fā)展和起重機(jī)分類(lèi)，研究了起重船上起重機(jī)的一些關(guān)鍵技術(shù)。

海洋工程；起重設(shè)備；技術(shù)研究

引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)海洋的需求也越來(lái)越多，于是人們開(kāi)始不斷對(duì)海洋進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足日益減少的能源的供應(yīng)。海洋蘊(yùn)藏的能源是十分豐富的，淺海區(qū)域的開(kāi)采在技術(shù)上來(lái)說(shuō)相對(duì)比較容易，但隨著開(kāi)采的深入，探測(cè)儀器及開(kāi)采儀器的精密度也在不斷提高。除此之外，我國(guó)在1960年左右建設(shè)的一些海上建筑物也進(jìn)入了拆除階段，隨之而來(lái)的海上資源開(kāi)發(fā)、海上建筑物拆除、沿海風(fēng)電設(shè)備安裝等海洋事業(yè)的展開(kāi)，使大型起重設(shè)備的研究迫在眉睫。本文主要對(duì)現(xiàn)階段主要的一些起重設(shè)備例如起重船、船用起重機(jī)進(jìn)行研究分析，希望能夠?qū)Υ笮推鹬卦O(shè)備的發(fā)展提供一點(diǎn)幫助。

1 海洋工程中一些大型起重船的發(fā)展和起重機(jī)分類(lèi)

1.1 大型起重船的發(fā)展

起重船最開(kāi)始就是在船的甲板上放置一臺(tái)吊車(chē)，這樣能夠在海面上進(jìn)行起重動(dòng)作。之后有公司對(duì)這種船加吊車(chē)的形式進(jìn)行了改造，出現(xiàn)第一臺(tái)船用起重機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，起重船的能力越來(lái)越大，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和使用目的的變化，對(duì)起重船的要求也越來(lái)越多。當(dāng)起重的噸位大于2 000 t之后，就出現(xiàn)了浮式起重船。這種起重船分為船型和駁型兩種類(lèi)型。這些船都有多種不同的用處[1]。

我國(guó)在海洋工程中起重船的設(shè)計(jì)等起步要晚于西方國(guó)家，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，現(xiàn)在也有了極大的進(jìn)步。隨著船舶數(shù)量的增多，起重設(shè)備從幾百?lài)嵉钠鹬啬芰Πl(fā)展到現(xiàn)在的幾千噸，我們?yōu)檫@一進(jìn)步感到驕傲。中鐵大橋局、上海打撈局、煙臺(tái)打撈局、廣州打撈局等相關(guān)單位自己的大型起重船裝備都處于國(guó)家領(lǐng)先水平。這些設(shè)備能夠幫忙完成船舶打撈、海洋平臺(tái)建筑物拆卸等大型施工項(xiàng)目。現(xiàn)在，我國(guó)實(shí)力最大的海洋工程公司是海油石油工程股份有限公司，具備海洋工程的設(shè)計(jì)、制造、安裝等一系列能力，而且在起重船舶方面有超強(qiáng)實(shí)力。最新消息顯示“海洋石油202”號(hào)和“藍(lán)疆”號(hào)深水起重鋪管船分別具備7 500 t和4 000 t的單調(diào)最大起重能力[2]。

與國(guó)外的起重船設(shè)備對(duì)比而言，我國(guó)起重設(shè)備的起步較晚，主要的工作范圍是在國(guó)內(nèi)近海，沒(méi)有國(guó)際化的大型起重船隊(duì)。大型起重船隊(duì)能應(yīng)對(duì)更多的問(wèn)題，功能更全面一些，而且可以適用于多種區(qū)域的工作任務(wù)。這也是我國(guó)起重船隊(duì)的下一步發(fā)展目標(biāo)。

1.2 起重機(jī)的類(lèi)型

1）駁型。駁型的起重機(jī)加班是類(lèi)似長(zhǎng)方形，為了作業(yè)方便，不設(shè)置梁拱等，船體的結(jié)構(gòu)相對(duì)于其他的船型要更簡(jiǎn)單，這樣方便在船體上進(jìn)行布置或者放置貨物等。駁型船容易慣性加速，承受的慣性力也比較大一些。拖航阻力也比較大，在船體設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)，拖航過(guò)程中會(huì)容易對(duì)自身或者過(guò)往的船只造成損傷。但是在大多數(shù)情況下，駁型起重船更能滿(mǎn)足起重、鋪管等的工作要求，因此比較常用。

2）船型起重船。這類(lèi)起重船具有可自己航行、調(diào)遣速度快、易定位等優(yōu)點(diǎn)。但是，這種船型的船體在進(jìn)行布置時(shí)會(huì)受到很大限制，由于干舷太高、甲板不夠?qū)掗煹仍颍虼诉@類(lèi)船型不常用。

3）半潛式起重船。這種船型集中了以上兩種類(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)，它在風(fēng)浪下穩(wěn)定性很好，但是這類(lèi)船結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，造價(jià)也比較高，因此要經(jīng)過(guò)多方面的分析比對(duì)才會(huì)確定是否使用。

4）雙體船。這種船型有很大的甲板、很好的穩(wěn)定性，而且操縱性也比較好，更安全便利，但是這種船鋼鐵材料的重量很重，容易扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)，會(huì)對(duì)正常作業(yè)有影響，動(dòng)力定位方面跟其它船只相比也要困難一些[3]。

2 起重船上起重機(jī)技術(shù)研究

2.1 吊臂桁架結(jié)構(gòu)的受力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)在桁架式吊臂的材料主要是高強(qiáng)度鋼，與板梁、箱型梁臂架相比高度鋼重量要更輕，手縫的面積小，力的傳遞更加合理。目前，桁架結(jié)構(gòu)要在保證起重設(shè)備起吊能力的前提下，讓設(shè)備更安全、更合理，為吊臂的制造提供更好的技術(shù)支持。

2.2 驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究

大型起重設(shè)備的驅(qū)動(dòng)技術(shù)是從交流機(jī)組驅(qū)動(dòng)逐漸演變到液壓驅(qū)動(dòng)，目前已經(jīng)到變頻調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)了，技術(shù)在不斷進(jìn)步，安全性能也越來(lái)越高。最新出現(xiàn)的電力驅(qū)動(dòng)與液壓系統(tǒng)相比效率更高，維修方便，但是也存在著限制，這種驅(qū)動(dòng)設(shè)備體積比較大，增大了吊臂的負(fù)荷。

2.3 起重機(jī)的安全性設(shè)計(jì)

大型起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅速度要高，調(diào)速要更平穩(wěn)，范圍也要大一些，現(xiàn)在起重機(jī)的操作越來(lái)越完善，數(shù)字化、集控化等要求使海上作業(yè)更加安全可靠[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)海洋資源十分豐富，但是受設(shè)備和技術(shù)的限制，我們對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)很少。開(kāi)發(fā)資源所需要的大型起重設(shè)備決定著開(kāi)采的程度，所以我們需要以快速升級(jí)大型起重設(shè)備為目標(biāo)，整理發(fā)展思路和方法。首先，需要明確起重設(shè)備要用在什么地方，開(kāi)采什么海域，然后開(kāi)展一系列大型的研究，例如研究分析靜水力的特性，耐波性分析和實(shí)驗(yàn)，對(duì)滲水動(dòng)力定位系統(tǒng)計(jì)算分析，在這些工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行大型起重船型及配載的優(yōu)化研究。在提高自身的技術(shù)水平的同時(shí)，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的相關(guān)海洋工程的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，更好地促進(jìn)我國(guó)在深水資源開(kāi)發(fā)方面的發(fā)展。

[1]曾恒一.我國(guó)造船工業(yè)的重要領(lǐng)域—海洋石油工程[J].船舶工程, 2005(s1):30-34.

[2]孫希興.海洋工程施工新工藝—雙船起重法[J].石油工程建設(shè), 2008(5):20-23.

[3]王立軍.全回轉(zhuǎn)式起重船局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究[J].造船技術(shù),2008(3): 15-18.

[4]王永福.全回轉(zhuǎn)起重船主尺度模型研究[J].船舶工程,2009(1):5-7.

（編輯：王紅霖）

Research on Large Lifting Equipment and Its Key Technology in Ocean Engineering

Lu Hongwei
(Tianjin Branch of China Offshore O il(China)Co.,Ltd.,Tianjin 300452)

This paper discusses the development of some domestic marine companies and crane classification,researches on some key technologies of crane.

ocean engineering;lifting equipment;technology research

TH21

A

2095-0748(2016)23-0047-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.22

2016-11-10

蘆紅威（1975—），男，河北滄州人，本科，畢業(yè)于大連海事大學(xué)，中級(jí)工程師，研究方向：機(jī)械。