本项目针对深水钻井船的船型特点,对其运动性能分析方法和水池模型试验技术进行了研究。在运动性能分析方法研究中,重点对三维水动力分析理论(包括频域方法和时域方法)和运动性能的统计预报理论进行了研究,总结了粘性效应、非线性效应、锚泊系统耦合效应和月池效应对运动性能的影响规律,进而形成了适用于深水钻井船的水动力分析方法与流程。在水池模型试验技术研究中,重点对钻井船动力定位的等效模拟技术、月池波面升高测试技术和月池上浪改善措施进行了深入研究,进而掌握了深水钻井船水池模型试验技术,并对目标钻井船进行了水池模型试验验证。
研究的主要关键技术包括:
基于三维水动力理论的运动性能分析方法研究;
适用于深水钻井船的水动力分析方法;
深水钻井船水池模型试验技术。
通过本专题研究,分析了深水钻井船的船型特点和水动力特
性,掌握了深水钻井船运动性能数值分析方法和水池模型试验技术。在运动性能数值预报方面,掌握了三维水动力分析理论和运动性能的统计预报理论,总结了粘性效应、非线性效应、锚泊系统耦合效应和月池效应对钻井船运动性能的影响规律,形成了适用于深水钻井船的水动力分析方法与流程;在水池模型试验技术方面,突破了动力定位系统等效模拟技术和月池波面升高测试技术,掌握了深水钻井船水池模型试验技术。对目标钻井船进行了水池模型试验,开展了静水衰减试验、风和流载荷试验、规则波及白噪声试验、以及风浪流组合海况下的不规则波试验,获得了目标钻井船固有周
期、阻尼、风力系数、流力系数、运动传递函数、运动短期统计值等一系列水动力参数,并与数值分析结果进行了对比分析,验证了目标钻井船的水动力性能。对月池上浪改善措施——加设月池阻尼板进行了试验验证,试验结果表明该措施对月池上浪改善效果十分明显,并且对运动性能无不利影响
研究团队由中国船舶集团有限公司第七○八研究所
上海船厂船舶有限公司的数余名专家组成。研究团队按照“关键技术取得突破,研究成果拓展应用”的总体思路,考虑我国南海油气开发背景,并结合国际市场需求,分阶段实施深水钻井船的研发。本项目研究分为“深水钻井船设计与建造关键技术研究”、“1500 米水深钻井船工程化应用研究”和“3000米水深钻井船开发设计”三个阶段开展。
项目申请并授权专利 12 件,其中发明专利 3 件,实用新型专利 9 件。发表论文 20 篇,其中 4 项为硕士论文。完成软件著作权登记 2 项。
评价单位:“科创中国”高端装备产业科技服务团 (中国造船工程学会)
评价时间:2022-11-02
综合评价
深水钻井船自主研发项目研究成果有力支撑了 1500 米水深钻井船工程项目,完成了国内首次自主设计、总装建造深水钻井船,经济效益显著,实现了核心技术和设备系统的自主可控;开发的 3000 米深水钻井船基本设计方案通过了挪威船级社审查认可,总体技术指标达到了国际先进水平,部分技术指标达到国际领先水平。深水钻井船自主研发项目的成功实施,打破了少数发达国家在深水钻井船设计建造领域的垄断,填补了国内自主设计建造深水钻井船的空白,推动了我国深水钻井装备技术的创新和发展,标志着我国进入了高端海洋工程装备设计、制造领域,提升了我国在高端海洋工程装备领域的综合竞争力。
该项目投入时间较长,虽未在产品化商业化实现规模销售。但该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控,技术含量较高,与同类系统相比竞争优势较大。
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