海上油氣平臺的案例
海上鉆井平臺的可燃氣體和有毒氣體泄漏監測
海洋石油開發對中國國民經濟發展具有戰略意義，隨著海洋石油勘探技術的不斷提高，中國已建立了上百座海洋石油平臺。海洋石油平臺建設投資巨大，生產環境惡劣，是一個存在很多危險的場所。在鉆井、修井及生產的過程中，存在較大的氣體泄漏風險，其中包含了可燃氣、H2S等易燃易爆、有毒有害氣體，對人身安全和設備的安全運行形成了較大的威脅。為了防患于未然，需對這些氣體的泄漏進行實時監測并自動報警，以便根據監測的泄漏情況，采取相應的措施，杜絕安全事故的發生。
海上鉆井平臺是海上油氣開發的重要手段，鉆井平臺不但管線、閥門、可燃材料、電機設備眾多，而且配有高溫高壓系統設施，其通風結構設計非常復雜，一旦存在老化或腐蝕，極易發生重大氣體泄漏安全事故，其救援難度遠遠高于陸地。因此，海上鉆井平臺的油氣泄漏監測極其重要，具有重要作用和意義。
海上鉆井作業環境惡劣,空間狹小,鉆井過程中會產生可燃氣體和有毒氣體,需要及時識別并對氣體進行定位。鉆井平臺在油氣開發過程中主要產生的可燃氣體為CH4、C2H6等，有毒氣體包括H2S和SO2等，前者泄漏后易引起爆炸，后者對工作人員身體健康危害巨大，可導致快速急性致死，因此必須對鉆井平臺氣體泄露進行全方位有效監測。
傳統氣體監測手段中，會在管道、閥門、儲罐、鉆井甲板、鉆井液處理區和油氣井測試區等所有可燃或有毒氣體出現的設備和場所全部布置接觸式傳感器。在密閉空間，通常將傳感器布置在進風口，在室外平臺，需要考慮平臺長年的主風方向布置傳感器。ISweek工采網技術工程師推薦監測CH4、H2S和SO2等氣體濃度的傳感器:
甲烷傳感器 CH4傳感器TGS6814：TGS6814是催化燃燒式的氣體傳感器,是TGS6812的升級版本。
展開 (海洋工程)海上平臺的自振頻率分析
(海洋工程)海上平臺的自振頻率分析
（注：完整建模細節的inp文件附在本文最后，可免費自由下載，技術共享；
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一、計算任務描述：
工程背景：海上平臺在海洋巖土工程中廣泛應用，如海上石油鉆井平臺，海上風電基礎平臺等。
模擬的工程價值和意義：海洋平臺由其承臺和開口鋼管樁群組成，在海上易受風荷載、浪荷載、洋流荷載和地震荷載等隨機荷載的影響，外荷載頻率有可能與結構的自振頻率相近而引發共振效應，使結構發生較大的變形而產生變形和傾覆等危險，故而研究海上平臺的自振頻率具有較高的工程價值。
任務：該模型模擬海上平臺的自振頻率分析，平臺包含承臺和承臺底下的支撐剛柱，支撐柱為變化樁徑的開口鋼管樁，嵌入承臺之中。
二、仿真計算采用的設備基本情況
1）處理器為 Intel(R) Core(TM) i7-7700HQ CPU @ 2.80GHz 2.81 GHz
(支持超頻，4核8個邏輯處理器)
2）內存為8.00 GB
3）操作系統為64 位（基于 x64 的處理器）
三、計算模型的處理技術
該模型采用Abaqus的線性攝動分析步和標準處理器(隱式處理器)，具有收斂性好，計算效率高的優點；
模型為3D建模，網格類型為3D實體單元；
開口鋼管樁嵌入承臺當中，且開口鋼管樁與承臺間的接觸采用綁定接觸。
展開 為何SACS軟件是行業首選？
在波濤洶涌的海洋中，從傳統的油氣平臺到新興的海上風電基礎，這些海洋工程結構的背后，都離不開一款強大的專業軟件支持：SACS（Structural Analysis Computer System）。
作為一套專門針對海洋工程結構開發的分析與設計軟件，SACS已成為全球眾多設計院、工程公司及業主單位的標準化工具。
一、SACS起源與發展
SACS誕生于20世紀70年代，由加州大學伯克利分校的研究團隊開發，初衷是解決海上油氣平臺在復雜海洋環境下的結構分析難題。
20世紀80年代末，Bentley Systems完成了對SACS的收購，使其進入了持續發展的新階段。通過頻繁的版本更新，SACS不斷融合新的國際規范標準、先進計算方法，并增強了與Bentley旗下其他軟件的互操作性。
圖形用戶界面（GUI）的引入是SACS發展的重要里程碑。在此之前，軟件主要通過命令行操作，對工程師的門檻較高。GUI的推出使復雜的結構分析變得可視化、交互化，大大提升了工程設計的效率與精度。
二、軟件定位與適用領域
1. 海洋環境荷載的精確模擬
采用Morison方程等進行波浪荷載計算
支持風、流、冰、地震等多種環境荷載組合
可模擬極端海況（如百年一遇臺風）與疲勞海況
2. 專業化分析模塊
疲勞分析模塊：基于譜分析或時程分析，預測結構在循環荷載下的壽命
倒塌分析模塊：進行非線性Pushover分析，評估結構儲備強度與冗余度
樁-土相互作用分析（PSI）：采用p-y曲線、t-z曲線等方法模擬非線性土體響應
節點設計與校核：按API、ISO等規范進行管節點強度評估
3.
展開 海上起重機平臺規范
海上平臺起重機規范
海上平臺起重機規范1996.part1.rar
海上平臺起重機規范1996.part2.rar
海上平臺起重機規范1996.part2.rar
海上平臺起重機規范1996.part3.rar
CFD在海上平臺方位設計中的應用
CFD在海上平臺方位設計中的應用
由于海洋石油開發的特殊性，自開發至今，安全始終是至關重要的前提。海上石油平臺大多地理位置偏遠，造價成本高，含多種工藝和操作風險，最大程度地減少人員和設備設施風險是十分重要的。可以通過本質安全設計，運用技術手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，使事故發生的可能性降到最低。平臺方位設計是本質安全的一個重要方面，良好的方位設計可以從根本上限制不利影響事件的發生。傳統上，平臺方向的確定一般是根據工程師以往工程項目的經驗。雖然這種方法似乎是可以節省資金和時間成本，但是它可能會導致一個非理想的設計方案，因此可能會增加事故發生的可能性，從而增加后續設計階段中安全成本的投入。
優化參數
海上平臺方位設計優化研究所考慮的參數如下：
自然通風影響，它可以減少有毒和易燃氣體的潛在聚集積累，降低潛在的蒸氣云爆炸后果發生的可能性。
直升機甲板影響，平臺發電機廢氣排放將影響直升機起降操作安全。
風寒影響，會影響人員在平臺上工作的舒適性，特別是在寒冷的氣候和極端惡劣的天氣條件下。
救生艇漂移方向，在緊急情況下影響船員的安全。
自然通風
通風率是評價自然通風的主要指標。一旦放生可燃氣體泄漏，較高的通風率可以有效的降低平臺上可燃氣體的殘留，降低可燃氣云的尺寸。因此，通風率這一指標越大越好。
高溫廢氣排放
根據CAP437海上直升機甲板設計規范中的規定“在直升飛機起降的飛行區域，溫度升高的最大值不能超過2℃。”
對于許多海上設施，特別是在極端天氣地區，直升機作為主要交通工具和緊急疏散工具。因此，直升機可用于通過盡可能多預期的天氣條件。此外，高溫廢氣排放還應盡量減少對鉆井架，起重機等的影響。因此，高溫廢氣對直升機甲板的影響越小越好。
展開 我國需要大型火箭海上發射平臺
陳璐 攝
“運載火箭海上發射平臺要求噸位更大、穩定性更好、適應熱發射等，這樣才能滿足未來大型火箭海上發射的需求。”3月12日，全國政協委員、中國航天科技集團有限公司科技委員會主任包為民在接受《中國船舶報》記者采訪時表示，“目前，航天科技集團正在與骨干船企進行合作，將大噸位商用貨船改造為火箭發射平臺。”
包為民介紹，由于我國現有承擔火箭海上發射任務的平臺是通過已有船舶改造而來的，用專業的彈射裝置，在海上采用冷發射形式發射火箭，即先通過高壓燃氣將運載火箭彈射到空中，然后在空中再進行發動機點火形成推力。“盡管冷發射形式對海上發射平臺本身影響較小，但從長遠角度來看，這種技術無法滿足大型火箭發射需求。”包為民說，“我們希望未來用于海上火箭發射的平臺，在建造初期就能裝備專用的發射裝置，即采用熱發射技術，實現火箭在平臺上加注、點火、排走火焰，并承受高溫火焰噴射的影響，這樣才能確保我國實現大型火箭海上發射的目標。”
“今年，我們主要是驗證海上發射技術。”包為民表示，一是當前國際小衛星市場需求旺盛，我國要進入這一市場，可以嘗試在低緯度海域進行發射，在提高火箭運載能力的同時延長衛星壽命；二是通過低緯度海上發射軌道小傾角的衛星，可實現對某一地區的高頻次重訪，獲得大量的數據；三是有利于增加火箭的運載能力，降低發射成本。
近年來，人們對于太空探索的關注達到了前所未有的高度。其中，Space X采用了可重復使用的運載火箭獵鷹9號。在本次采訪中，包為民也提到，我國將在2020年后進行火箭回收方案試驗。
來源：中國船舶報
展開 海上鉆井平臺為什么能經受住海浪的沖擊？
1988年7月12日，北海上的“風笛手阿爾發號”石油鉆井平臺出了事故，火焰吞噬了這座平臺。之后的爆炸又把屹立海上12年之久的鉆井臺炸毀。其實，鉆井平臺除了怕火之外，還是很堅固的，能經受海浪的沖擊。那么，它是如何做到的呢？一起來看一下吧！
遼闊的海洋蘊藏著無數的石油能源和礦物寶藏，開發海洋已成為現代高新技術發展的一個很重要的領域。海上鉆井平臺，就是一種進行海上作業的基地。它屹立在海面上，通常有幾千平方米的甲板，上面有各種大型機械設備，如巨型吊車、高高的鉆探井架、各種采礦機器，還有存放儀器和供工作人員生活的房屋等。
許多人以為，鉆井平臺的下部一定是牢牢地建筑在海底巖石上，否則它怎么能穩穩地挺立在波濤洶涌的海面上呢？
其實，海上鉆井平臺有很多種，它們的固定方式也各不一樣。最早的駁船式鉆井平臺誕生于1937年，駁船上安裝著鉆井設備，作業時將駁船底“坐”到海底，但船體并不全部沉到水下；開采結束后，駁船連同設備上浮，再航移到另一個井位。顯然，這種鉆井平臺只能在淺水處作業。后來出現了沉浮式鉆井平臺，它由立柱支撐在海底，鉆井設備可上下沉浮，因此能適應在幾米到幾十米深的海洋中鉆探。而浮動式鉆井平臺實際是一種特殊的船體，它完全是靠巨型船錨來固定位置（后來又發展成動力定位）。不過，這種完全漂浮在海面上作業的平臺形式，不太可能在氣候易變、風浪強烈的遠海海面進行有效的作業，很容易受風浪影響而停工。
為了克服以往鉆井平臺抗風浪性差的弱點，人們自然而然地想到了在海上建造固定的鉆井平臺。1947年，在墨西哥灣建成了世界上第一座鋼導管架固定式平臺。固定式平臺雖然穩定性良好，但其耗資巨大，所用材料也十分驚人。
展開 [論文]導管架海上平臺可靠度計算的隨機有限元方法
導管架海上平臺可靠度計算的隨機有限元方法（會議論文）
導管架海上平臺可靠度計算的隨機有限元方法.pdf
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山船重工首個海上風電安裝平臺項目開工
11月26日，隨著第一塊鋼板的切割，中船重工101#海上風電安裝平臺W1000-1項目在大船集團山船重工正式開工。
該平臺為自升式風電安裝平臺，擁有多項創新專利和設計亮點，主要用于中國近海和沿海海域風電設備安裝。船長93米，船寬41米，型深7.0米，設計吃水4.8米。配置一臺最大起重能力1000噸，起重半徑25米的繞樁式回轉主吊機，最大吊高115米（距主甲板）和一臺最大起重能力350噸，起重半徑24米的繞樁式回轉吊機。生活區設置為五層，可滿足100人的生活居住。其作業功能主要包括海上風機塔筒、機艙、輪轂、葉片等部件的吊裝及存儲、攜帶等。
該項目的順利開工開啟了大船集團山船重工與中船重工（天津）海上風電工程技術有限公司戰略合作的新征程，對于大船集團山船重工進軍海上風電領域，不斷豐富和調整產品結構具有重要意義。
展開 學術論文|面向深遠海的新型海上風力機浮式平臺水動力性能研究
圖4 平臺運動6自由度時歷運動曲線
05
結論
本文結合半潛式平臺與單柱式平臺的型式特點，對面向深遠海的新型海上風機浮式平臺進行研究，在考慮海上浮式風力機結構全耦合效應的基礎上，對半潛式平臺、單柱式平臺與本文提出的新型浮式平臺進行了風–浪–流多場動力分析，主要研究結論如下：
1）本文提出了一種海上風力機漂浮式平臺優化設計新方法，該方法基于降低重心與增大慣性矩的思想提高平臺整體穩定性，通過迭代計算優化浮式平臺參數直至達到最優效果。具體實施路徑有：改變結構主尺度，例如修改支撐結構與浮筒截面尺寸、側柱半徑以及傾斜角度；調整質量分布，例如改變壓載物種類與質量、調整重心及吃水深度等。
2）基于本文優化設計流程提出的新型浮式平臺能夠明顯降低波浪載荷的影響。較經典半潛式平臺，新平臺降低平臺整體質量可達近10%量級；相較于單柱式平臺，新平臺降低吃水深度幅度達80%，可有效提高適用水深范圍。綜合對比新平臺與經典半潛式與單柱式平臺水動力性能，該新型浮式平臺能夠明顯優化水動力系數，在受到外部載荷后具有較好的恢復能力；新型浮式平臺相較于半潛式平臺能夠明顯降低垂蕩峰值與其對應波浪頻率，降低發生垂蕩共振的可能性。
展開 海上鉆井平臺實拍，看著這樣的海水，我感受到為何有人會恐水了
不過由于混凝土平臺自重很大，對地基要求很高，使用受到限制。圖中八角形處為直升機起降平臺。
固定平臺的鉆井模塊既可以放到固定平臺上，也可以采用移動式平臺，但是上部模塊價格比較貴，一套要好幾億美元以上，所以一般都可以移植到移動式上面，一般是打一槍換一個地方。
-FPSO-
FPSO是英文Floating Production Storage & Offloading的縮寫，中文翻譯“浮式生產儲存卸貨裝置”。它集生產處理、儲存外輸及生活、動力供應于一體。同時它還具有高投資、高風險、高回報的 海洋工程特點。FPSO儼然一座“海上油氣加工廠”把來自油井的油氣水等混合液經過加工處理成合格的原油或天然氣，成品原油儲存在貨油艙，到一定儲量時經 過外輸系統輸送到穿梭油輪。
FPSO 系統----作為海上油氣生產設施，FPSO系統主要由系泊系統、載體系統、生產工藝系統及外輸系統組成，涵蓋了數十個子系統。FPSO（浮式生產儲油 船）、TLP（張力腿平臺）、SPAR是最主要的采油設備，其中，TLP和SPAR主要位于美國墨西哥灣，其余國家現在主要是FPSO。
展開 
航改燃氣輪機選型設計要點與優點
燃氣輪機發電機組廣泛應用于公共危險場所，如海上油氣鉆井開發平臺。海上不同于陸地，考慮到成本問題很難從陸地輸電供給海上作業，因此只能在平臺上安裝燃氣輪機發電機組。但由于海上平臺空間有限，一般重型燃氣輪機是無法使用的，此時便可以使用方便的航改燃氣輪機。在現階段，很多海上石油和天然氣鉆井的正常作業都是使用該設備提供能源動力。
航改燃氣輪機的應用與發展
改進型航空發動機具有性能高、體積小的優點，重量輕，操作方便靈活，一般可作為城市和大型企業的發電機、峰值發電機或備用發電機，特別適用于油田開發和海上采油平臺。在油田開發方面，改造后的航空發動機燃氣輪機能在短時間內為遠離城市的新油田提供生活和生產動力。海上石油平臺上燃氣輪機的生產直接影響幾乎所有的海上石油生產平臺，利用航改燃氣輪機能夠在技術和工作效率上提供較大的便利。
文章來源：燃氣輪機聚焦
展開 離岸CCUS技術研發前景 | 雙碳觀點
3.燃氣輪機燃燒后捕集
海上燃氣輪機煙氣中的CO2濃度通常小于6%，因此，要實現碳捕集，需要復雜的處理工序，CO2分離流程復雜且成本較高，實施難度較大；此外，海上平臺空間和承載量有限，技術實施難度較大，經濟性欠缺，這進一步限制了燃燒后捕集及其匹配的燃料轉換/電氣化在海上部署的可行性。近期一些研究提出了在海上建立遠程控制的固定式或浮動式緊湊型捕集中心的設想，該中心將靈活收集附近多個平臺上產生的廢煙氣進行集中處理。這類捕集中心可有效緩解海上平臺的空間限制，規模化海上碳捕集工程并提升其經濟效益，但該類型項目的工程及商業可行性需要進一步驗證研究。
除了可對海上平臺油氣燃燒后產生的CO2進行捕集外，近期一些船舶公司也開始基于大型船舶的燃氣輪機或蒸汽循環運轉期間產生的CO2進行捕集。2021年，中國船舶集團有限公司第七一一研究所研制的船用碳捕集與封存（CCS）脫碳系統由吸收塔、再生塔、壓縮液化單元、吸收劑供給存儲單元、廢水處理單元以及控制單元等組成，可對船舶柴油機尾氣產生的CO2進行高效吸收和存儲，實現了船舶脫硫脫碳的一體化處理。與傳統陸用CCS系統相比，船用CCS系統具備高效、緊湊的特點，可根據實際減碳需求靈活調節碳捕集率，滿足不同船舶的減碳需求，顯著降低船舶能效設計指數。
（三）創新方向
影響碳捕集技術經濟效益的因素有CO2濃度、氣體雜質、捕集材料等。理論上CO2的捕集效率可以達到95%，但受一系列不確定性因素的限制，碳捕集效率通常在60%以下。然而，這些不確定性因素也為CO2捕集技術的研發提供了創新的方向，主要有：①聚合物膜技術，可推動高壓氣體混合物通過高度結構化的膜，選擇性地過濾CO2和N2。
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