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）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）有限公司天津分公司，天津300452）

探討了國內(nèi)一些海洋公司的起重船發(fā)展和起重機分類，研究了起重船上起重機的一些關(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)濟的快速發(fā)展，人們對海洋的需求也越來越多，于是人們開始不斷對海洋進(jìn)行開發(fā)，以滿足日益減少的能源的供應(yīng)。海洋蘊藏的能源是十分豐富的，淺海區(qū)域的開采在技術(shù)上來說相對比較容易，但隨著開采的深入，探測儀器及開采儀器的精密度也在不斷提高。除此之外，我國在1960年左右建設(shè)的一些海上建筑物也進(jìn)入了拆除階段，隨之而來的海上資源開發(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，使大型起重設(shè)備的研究迫在眉睫。本文主要對現(xiàn)階段主要的一些起重設(shè)備例如起重船、船用起重機進(jìn)行研究分析，希望能夠?qū)Υ笮推鹬卦O(shè)備的發(fā)展提供一點幫助。

1 海洋工程中一些大型起重船的發(fā)展和起重機分類

1.1 大型起重船的發(fā)展

起重船最開始就是在船的甲板上放置一臺吊車，這樣能夠在海面上進(jìn)行起重動作。之后有公司對這種船加吊車的形式進(jìn)行了改造，出現(xiàn)第一臺船用起重機。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，起重船的能力越來越大，由于經(jīng)濟的發(fā)展和使用目的的變化，對起重船的要求也越來越多。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型。這些船都有多種不同的用處[1]。

我國在海洋工程中起重船的設(shè)計等起步要晚于西方國家，但經(jīng)過一段時間的發(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)備從幾百噸的起重能力發(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、海洋平臺建筑物拆卸等大型施工項目?，F(xiàn)在，我國實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、制造、安裝等一系列能力，而且在起重船舶方面有超強實力。最新消息顯示“海洋石油202”號和“藍(lán)疆”號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]。

與國外的起重船設(shè)備對比而言，我國起重設(shè)備的起步較晚，主要的工作范圍是在國內(nèi)近海，沒有國際化的大型起重船隊。大型起重船隊能應(yīng)對更多的問題，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)。這也是我國起重船隊的下一步發(fā)展目標(biāo)。

1.2 起重機的類型

1）駁型。駁型的起重機加班是類似長方形，為了作業(yè)方便，不設(shè)置梁拱等，船體的結(jié)構(gòu)相對于其他的船型要更簡單，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)計不當(dāng)時，拖航過程中會容易對自身或者過往的船只造成損傷。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。這類起重船具有可自己航行、調(diào)遣速度快、易定位等優(yōu)點。但是，這種船型的船體在進(jìn)行布置時會受到很大限制，由于干舷太高、甲板不夠?qū)掗煹仍?，因此這類船型不常用。

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

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，會對正常作業(yè)有影響，動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

現(xiàn)在桁架式吊臂的材料主要是高強度鋼，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)動控制技術(shù)的研究

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

2.3 起重機的安全性設(shè)計

大型起重機的驅(qū)動系統(tǒng)，不僅速度要高，調(diào)速要更平穩(wěn)，范圍也要大一些，現(xiàn)在起重機的操作越來越完善，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

我國海洋資源十分豐富，但是受設(shè)備和技術(shù)的限制，我們對海洋的開發(fā)很少。開發(fā)資源所需要的大型起重設(shè)備決定著開采的程度，所以我們需要以快速升級大型起重設(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，開采什么海域，然后開展一系列大型的研究，例如研究分析靜水力的特性，耐波性分析和實驗，對滲水動力定位系統(tǒng)計算分析，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，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的相關(guān)海洋工程的技術(shù)和經(jīng)驗，更好地促進(jìn)我國在深水資源開發(fā)方面的發(fā)展。

[1]曾恒一.我國造船工業(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)，中級工程師，研究方向：機械。