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第一篇 海洋平台1

第一章 概述1

第一节 大陆架的石油资源1

第二节 近海石油的开发2

第三节 近海工程的发展简史3

第二章 自升式钻井平台5

第一节 自升式平台的基本特征5

第二节 自升式平台的基本构造6

第三节 桩腿及其升降机构13

第四节 桩腿在海底着底的状况18

第五节 自升式平台总体设计的要点20

第六节 典型自升式平台介绍21

1. “渤海五”号自升式平台(与“渤海一、三、七、九、十一”号基本相同)21

2. “渤海四”号自升式平台(与“南海一”号基本相同)22

3. “渤海六”号自升式平台24

4. “南海三”号、“南海四”号自升式平台25

第三章 钻井船与半潜式钻井平台26

第一节 概述26

第二节 近海钻井设备的分类和比较27

第三节 锚泊钻井船30

1. 钻井船的系统与布置型式31

2. 钻井船的特点34

3. 锚泊钻井船实例36

第四节 动力定位钻井船40

1. 动力定位装置的种类及基本特征40

(1)横向推进动力定位装置40

(2)直翼推进器动力定位装置45

(1)基本原理46

2. 动力定位装置的基本原理及组成46

(2)动力定位装置的组成49

第五节 半潜式平台52

1. 半潜式平台的型式53

(1)下体式53

(2)沉箱式53

2. 半潜式平台的应用范围57

3. 半潜式平台的排水量、主尺度和总体布置*57

4. 半潜式平台的稳性60

(3)移航状态61

(1)工作状态61

(2)风暴自存状态61

5. 半潜式平台的立柱63

(1)平台结构的重量63

(2)平台的稳性63

(3)立柱上的水动力63

第六节 钻井船与半潜式平台对波浪运动的响应64

第七节 钻井船与半潜式钻井平台的锚泊定位65

第八节 “勘探三”号半潜式钻井平台概况74

1. 平台的主要参数74

2. 平台的钢结构75

3. 主要机电设备76

(1)钻井设备76

(2)压载泵76

(3)电站与电机76

4. 定位锚泊设备76

第九节 “南海二”号半潜式钻井平台概况77

1. 平台的主要参数77

5. 起重设备77

6. 救生设备77

2. 构造情况78

第四章 海洋石油生产的各种设施80

第一节 石油生产中的各种设施及用途80

1. 固定式钻井平台80

2. 生产平台82

3. 计量站83

4. 集油站83

8. 烽火平台84

9. 注水站84

5. 贮油基地84

7. 生活平台84

6. 集油平台84

第二节 桩式固定平台88

1. 群桩式因定平台88

2. 腿柱式固定平台89

3. 导管架式固定平台90

(1)导管架的构造90

(2)桩基93

(4)组装模块94

(3)上部框架96

4. 导管架的装运和进水定位97

(1)利用下水驳式潜水驳运送和进水就位98

(2)利用自身浮力运送和就位101

第三节 重力式固定平台103

第四节 柔性固定平台105

1. 钢索牵紧的塔式固定平台105

2. 张力腿式固定平台(Tension Leg platform,TLP)106

第五节 海底贮油罐109

1. 概述112

第六节 海底钻采集油系统112

2. 设想的系统114

(1)物资器材动力供应作业母船114

(2)可自己下潜和上浮的水下钻井装置114

(3)单功能作业潜水器114

(4)海底油井完井装置和海底油气分离装置116

(5)着脱式指令室116

(6)集油、贮油装置116

1. 钢管的材料与尺寸的选择117

第一节 海底输油管线117

第五章 海洋石油的输油设施117

2. 管线的重量调节与防腐119

3. 海底管线的敷设方法120

(1)海底曳引敷设法120

(2)浮曳下沉敷设法121

(3)铺管船敷设法122

4. 海底管线的防护124

(2)拖船拖带埋设犁方法125

(3)喷射吸泥方法125

(1)挖泥方法125

(4)振动方法126

(5)爆破法126

第二节 单点系泊输油终端127

1. SPM系统的构造型式129

(1)悬链腿式浮简系统(Catenary Anchoring Leg Mooring System,CALM系统)130

(2)单锚链张力腿系统(Single Anchoring Leg Mooring System,SALM系统)131

(3)铰接装卸塔柱系统(Articulated Loading Tower System,ALT系统)135

(4)单浮筒贮存系统(Single Buoy Storage System,SBS系统)和单锚链张力腿贮存系统(Single Anchoring Leg Storage System,SALS系统)137

(5)旷海单浮筒系泊系统(Exposed Location Single Mooring System,ESLSBM系统)和桅杆浮筒贮存系统(SPAR系统)139

(6)预制系船固定塔系统(Ready Made Dolphin System,RMD系统)141

(1)浮筒142

2. SPM系统主要部件的构造142

(2)张力腿143

(3)系泊首缆143

(4)输油软管144

(5)液体产品旋转接头144

(6)基座145

第二篇 近海工程船舶146

第六章 工程船舶概况146

1. 供应兼拖船 、抛锚船(三用拖轮)的船型特点148

第七章 多用拖轮及起重船148

第一节 多用途拖轮148

2. 设备布置149

3. 船舶的干舷和稳性150

4. 船体的结构150

第二节 三用拖轮的建造实例151

1. 概况151

2. 本船的主尺度151

1. 起重船的分类153

第三节 起重船153

3. 发展趋势153

2. 起重船的设计特点154

(1)设计条件的假定154

(2)船体主尺度的决定155

3. 自航起重船螺旋桨的布置158

4. 船体的外形轮廓159

5. 起重船作业时的摇摆角161

第四节 起重船的实例分绍164

1. 3000吨浮吊--“武藏号”164

2. 350/80吨自航浮吊165

3. 250吨非自航浮吊“起重101”号170

4. 60/25吨自航浮吊“海曼”号170

第五节 半潜式回转起重驳船173

1. 概况173

2. 半潜式回转起重船在设计时需考虑的问题174

第六节 半潜式回转起重驳船的实例183

1. 船舶的主尺度及设备183

2. 本船特点183

1. 概况185

第八章 管道敷设船(铺管船)185

第一节 海底铺管船185

2. 铺管船发展概况及分类186

(1)铺管船发展概况186

(2)铺管船的分类186

3. 铺管船的尺度及设备194

第二节 铺管船的铺管作业196

4. 埋管操作206

3. 托管架敷管206

2. 管子的焊接和运送206

1. 管子供应206

第九章 特种驳船与潜水船207

第一节 下水驳207

1. 下水驳操作概况207

2. 下水驳的尺度、线型、布置、稳性和压载的特点208

(1)主尺度比208

(2)布置情况212

(3)线型特点213

(4)稳性要求214

(5)导管架与甲板固紧的形式215

(6)压载问题216

3. 下水驳实例介绍216

第二节 货驳217

1. 概况217

2. 船型特点217

第三节 潜水驳218

1. 概述218

2. 潜水驳设计的基本特点219

第四节 深水作业船221

1. 概况221

2. 潜水船的装置和系统的配置224

第五节 载人潜水器225

1. 载人潜水器的分类225

(1)核潜艇225

(2)潜水工作艇225

2. 有潜水舱的潜水器(闸式潜水器)226

(6)潜游推进装置226

(5)潜游转送器226

(4)进出闸潜水器(或闸式潜水器)226

(3)运送人员潜水器226

3. 潜水器的结构228

4. 潜水器的推进与操纵装置230

5. 潜水器的主要系统231

第六节 潜水钟233

1. 概况233

2. 潜水钟的结构234

3. 供气方法237

4. 压载系统和支架238

第三篇 海洋环境和结构动力分析242

第十章 海洋环境242

第一节 海水与海水的物理化学性质242

1. 海水的含盐量242

2. 海水的温度分布244

3. 海水中溶解的气体245

第二节 海洋生物与海洋环境245

1. 污损246

2. 海洋生物的繁殖247

2. 自然风及其观测和风级249

第三节 风与风级252

1. 风的分类252

3. 风剖面与阵风谱254

第四节 波浪255

1. 描述波浪的诸参数255

(1)波浪的形状255

(2)波浪周期255

(3)波高256

(4)波陡257

(5)轨道速度和质量传递257

(6)波能量258

2. 波浪分类258

(1)表面波258

(2)风浪259

(3)涌259

(4)海啸259

(8)内波260

(7)潮汐260

(9)碎波260

(5)风暴潮260

(6)静振(假潮)260

3. 波浪的海底效应261

(1)反射261

(2)吸收262

(3)折射262

(4)绕射262

(5)浅水效应262

4. 波浪统计与P-M谱263

(6)碎波界线263

第五节 海流与潮流266

1. 海流266

2. 潮流268

(1)潮位268

(2)平均潮面269

第六节 冰与流冰270

1. 结冰270

4. 冰的特性271

3. 流冰271

2. 固定冰与冰的堆积271

第七节 地震与海啸272

1. 地震的地理分布及有关的构造带272

2. 地形、地基条件及其距断层不同距离烈度的影响275

3. 海啸278

第十一章 近海工程结构动力分析282

第一节 阵风引起的结构振动282

1. 风荷载282

(1)振动微分方程287

2. 风荷载引起近海工程结构的振动287

(2)结构响应288

第二节 波浪荷载及波浪引起的结构振动289

1. 波浪的共振理论与不稳定性理论289

2. 波浪水体质点速度与加速度291

3. 波浪力计算的阻力系数与惯性系数294

4. 不可压缩流中结构振动时附加质量296

5. 结构分析的物理参量296

(1)结构质量296

(2)附加质量296

(4)结构的整体刚度298

(3)结构阻尼298

6. 在波浪作用下近海工程结构的振动300

7. 频率域直接分析302

8. 振动微分方程的简化303

第三节 海流及涡流引起的结构振动304

1. 固定柱的绕流，斯特鲁哈(Strouhal)数304

2. 顺流向振动与流向交叉的振动307

3. 流引起柱列的振动310

4. 定常流中的自激振动312

5. 涡旋释放313

6. 结构在海流或涡流作用下的响应314

第四节 冰荷载、冰与结构机械碰撞引起的振动315

1. 冲压力持性316

2. 冰对构件的挤压力，结构形状系数316

3. 构件受力变形时压力计算318

4. 冰块(层)对柱或桩的拔力320

5. 冰压力作用点及作用方向320

6. 结构在流冰冲击荷载作用下的响应*322

(1)单位脉冲引起的响应322

(2)正弦脉冲引起的结构响应324

第五节 地震荷载及地面运动引起的结构振动328

1. 地压力系数kH328

2. 动力系数β329

3. 水动力修正331

4. 地震的谱分析、振型参与系数η332

第六节 随机性荷载引起结构的振动疲劳损伤333

1. 实例333

2. 积累疲劳破坏333

3. 复杂的准随机性振动的疲劳破坏338

4. 设计时对疲劳破坏的考虑339

第七节 设计动荷载及其组合问题340

1. 设计时应计入的动荷载340

(1)风荷载340

(2)流体荷载340

(3)波浪力340

(4)地震荷载341

(5)冰荷载及冲击力341

(6)其他动荷载341

2. 荷载的组合问题341

参考文献344