1、 本科毕业论文 （ 20 届） 自升式海洋平台防海生物系统设计 所在学院 专业班级 船舶与海洋工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业论文 目录 2 目录 摘 要 . 3 1.前 言 . 5 2 综述海洋平台 . 6 2.1 海洋平台的分类 . 6 2.2 自升式海洋平台简介 . 7 2.3 我国海洋平台的现状与发展趋势 . 8 2.4 韩国海洋平台的状及发展趋势 . 9 2.5 国际建造海洋平台现状及发展趋势 . 9 3 海洋平台防海生物系统设计 . 9 3.1 安装防海生物系统的必要性 . 9 3.1.1 海生物的种类 . 10 3.1.2 海生物代表藤壶的研究 .
2、 10 3.1.3 海生物对声学性能的影响 . 12 3.1.4 海生物造成事故例子 . 12 3.2 海生物对管道的影响，以及管道的防护设置 . 13 3.2.1 海生物对管道的影响 . 13 3.2.2 平台管道加强保护 . 13 3.2.3 管径的选择 . 21 3.3 防海生物技术发展状况 . 23 3.3.1 世界防海生物防污近代史 . 23 3.3.3 我国的防海生物防污 . 24 3.4 防海生物技术方法 . 25 3.4.1 物理防污法 . 25 3.4.2 化学防污法 . 26 3.4.3 污损生物防除新思路 . 26 3.4.4 国内外防海生物应用 . 27 3.5 各种防
3、海生物方法的原理 以及特点 . 27 3.5.1MGP 原理 . 27 3.5.2 防海生物涂料 . 28 3.5.3 超声波空化效应的原理 . 28 3.5.4 电解法的原理及特点 . 28 3.6 自升式海洋平台防海生物系统设计 . 30 3.5.1 直接式电解海水 . 30 3.5.2 间接式电解海水 . 31 3.6.3 直接式电解铜、铝防海生物装置（平台起升状态） . 31 3.5.4 间接式电解铜、铝防海生物装置（平台漂浮状态下） . 33 3.6.5 防海生物装置规范标准： . 35 设计总结 . 36 参考文献 . 37 致谢 . 错误 !未定义书签。 外文翻译 . 38 本科
4、毕业论文 摘要 3 摘 要 概述了当今海洋平台发展现状，各种新型的海洋平台越来越来多，发展呈现多元化。在发展的同时，关于如何防海生物这个问题也越来越被关注，在提倡经济效益，环保的时代，防海生物问题是个不容忽视。 我国海域处在热带和亚热带，适宜的气候，导致了海生物生长格外繁密，不完全统计，大概有六百种海生物喜欢附着在导管上。这些海生物附着力强，附着在内管道的话，会使管道直径变小，长此以往会使堵塞阀门和冷却机的管道，海水量的排放量逐渐变小，最后使管道完全不通，导致平台不能工作。管道还会被海生物腐蚀的穿孔，严重破坏导管。 另外大量的海生物堆垒在管道上还会影响管道的稳性，导致导管受力构件疲劳，受到强风
5、大浪，造成拔桩或导管架扭曲断裂，造成事故。因此本文 自升式海洋平台设计了四套防海生物，直接式电解海水，间接式电解海水，直接式电解铜、铝，间接式电解铜、铝。 根据平台不同工作时水源的不同，分别设计了 直接和 间接电解铜、铝型防海生物系统。 关键词 ： 自升式海洋平台 ；海生物； 防海生物装置 ；电解 本科毕业论文 摘要 4 Jack up sea platform against sea living system design AbstractSummarize the sea platform present situation,more and more new type sea plat
6、form are designed, the sea platform now are various.During the sea platform developing,the problem of against sea living is more and more important, at the environmental age of encouraging economic benefits, against sea living is very important. Our sea area is at tropical and subtropical,the climat
7、e is very pleasant, which is lead to the sea living are various,they like to Adhesion in pipelines ,the kind of sea living are about 600.These sea living adhesive power is very strong ,they will make the pipe diameter smaller, valve and cooling machine will be jamed,the flow of sea water will be sma
8、ller,at the worst ,the machine will be halted.These sea living will destroy pipeline, reduce the useful life of pipelines, increase the cost. The sea living will also influence the stability of pipeline and weak the pipeline,it is very dangerous when the wind is strong.So this paper think out four d
9、esign of against sea living ， direct electrolysis and indirect electrolysis of water , direct electrolysis and indirect electrolysis of copper aluminum. According to the sea platform working position ,the direct electrolysis and indirect electrolysis of copper aluminum are setted detailed ,when the
10、platform in tow line status , the indirect electrolysis of copper aluminum is used，which deal with the lsea living in the seawater box,when the platform in hoisting state，the direct electrolysis of copper aluminum is used,which deal with the sea living in zhe submersible. Key Words ： jack up offshor
11、e platform； sea living ; apparatus for preventing marine organisms; electrolysis 本科毕业论文 前言 5 1.前 言 海 洋是一个大宝藏，大海拥有的资源就像一个百宝箱，海洋里的资源多的数不清。 为了能有效的利用大海资源，几个世纪以来人类不停的对着海洋进行着开发。海洋平台也随之产生。海洋平台的作用很多，方便了人们在海上作业和生活，便利了人们对海洋资源的开发，开探海底天然气和石油，海底能量的利用，甚至在海上建造机场，就像人们在陆地上工作一样。我国经历了五千年的历史文化熏陶，开发海洋水平已处于国际先列，现在的问题主要是如
12、何可持续发展的开发海洋。 为了适应海洋开发的各种需要，海洋平台也呈现着多元化。 国际对海洋平台的需求量也越来越大， 综 合历史，建造海洋平台已经历了 3 次高峰，分别是 1970 年左右、1980 年初、现在。海洋平台的造价也逐年递增，八十年代到二十世界增长了 2000 万，最近短短的几年增长了几亿美元不等。大规模的海洋平台平均使海洋平台订单推迟了 2 年左右。 随着海洋平台的新兴发展，海洋平台的防海生物问题越来越受到人们的关注，那些海洋生物看起来那么渺小卑微渺小，可以带来的问题却十分严重，不容忽视，千里之体溃于蚁穴，说的就是这个道理。海生物可让船舶的阻力增加，航速被降低，多消耗了能量；对管道
13、的影响也很严重， 引水管道、冷凝器、冷却水管和卫生管 道，常因海生物的附着，造成管道堵塞，还会造成管道的腐蚀，妨碍了海水的流通。海生物对贝类养殖危害也很严重，使其他的贝类的生长空间大大缩小，还会与贝类养殖争夺养料，严重妨碍他们的生长。 由此可见，海生物不可不防， 如何有效地防治海生物是每个国家要研究的课题。 本科毕业论文 正文 6 2 综述海洋平台 2.1 海洋平台的分类 当今海洋平台有两种，固定式和移动式平台。海洋平台就像人们在陆地上的工厂，方便了人们在海上作业和生活，便利了人们对海洋资源的开发，开探海底天然气和石油，海底能量的利用，甚至在海上建造机场，海洋开发的作用不可 估量，海洋平台在其
14、中起到的作用显而易见。 海洋平台具体可分为： 导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台 、 坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台 、 FPSO。 导管架式平台 导管架 ，导管架帽，桩，甲板四部分构成了导管架式平台。导管架式是海洋平台应用很广泛的平台之一，大量用于海上各种资源开发。 混凝土重力式平台 平台通常由 4 个或 3 个锥形混凝支柱支撑，混凝支柱一般高300 英尺，混凝土平台体型很巨大，重达几万吨，受制于基地，不方便移值。主要用于石油开发。 坐底式钻井平台 坐底式钻井平台 俗称 钻驳或插桩钻驳， 由两部份组成，沉垫和上船体，中间用支撑结构相连。 坐底式钻井平台
15、 发展缓慢，主要由于 坐底式钻井平台 的沉淀碰底需要注水，考虑到海底坚实、平坦程度和水深限制， 坐底式钻井平台 应用于浅海区域，那里的开发石油之源前景比较美好。 自升式钻井平台 自升式钻井平台由平台 具有移动特点，具体工作原理如下，到了一个井位，桩腿下降，插入海底，平台上升直到安全高度，本科毕业论文 正文 7 然后检测桩腿平稳性。当一个地方的井位开采完时， 自升式钻井平台 全部提起，然后拖轮拖动整个平台到下一个井位。 钻井船 钻井船 顾名思义是一条船，已有的船舶可 根据需要改装就能变成 钻井船 。 钻井船 最大特点是灵活性十足，具有自航能力，方便 钻井船 在井位之间，不过波浪对 钻井船 的影响
16、很大。 半潜式钻井平台 坐底式平台 经过演变，人们逐渐发明了 半潜式钻井平台 ， 半潜式钻井平台 由两部分组成，工作甲板和两个下窗体。这两个部分通过支撑立柱连系在一起。目前 半潜式钻井平台 开发研究的很多，主要 半潜式钻井平台 能潜入将近 1000 米的水深，开发其他平台不易开探的地方。不过缺点也很明显， 半潜式钻井平台 的价格很昂贵，维修费用也很惊人。在 墨西哥湾和北海 ，这种平台被利用的比较多。 张力腿式钻井平台 张 力腿式钻井平台 主要受到两个力而平衡，平台浮力和索拉力。 张力腿式钻井平台 由一位科学家在 1954 年设计出来，沿用至今。 牵索塔式钻井平台 牵索塔式钻井平台 主要通过缆索
17、的拉力，和平台受到的浮力保持平衡。此平台适用于海水比较深的地方。 FPSO FPSO( Floating Production Storage & Offloading), 是 浮式生产储存卸货装置 的意思。FPSO 就像海上的石油加工厂，灵活性非常好，具有 高投资、高风险、高回报 的特点。 2.2 自升式海洋平台简介 目前应用最广泛的自升式海洋平台，一个 平台主体和几个桩腿组成了 自升式海洋平台。本科毕业论文 正文 8 该平台就有很好的灵活性。平台通过桩腿可自由上升下降。适用的海洋范围比较广。 自升式海洋平台的工作状态可分为五种，下面会一一作出介绍。 拖航状态 顾名思义，指的是平台从一个井位
18、到另一个井位，此时 自升式海洋平台整个几乎处于漂浮状态，波浪此时对平台的影响很大，要注意平台在漂浮状态下的受力平衡。 插桩和拔桩状态 两个不同状态受到的力分别不一样，前者受到下降力，土壤反作用力，摩擦力；后者受到提升力，粘结力，土壤摩擦力。在进行插桩和拔桩时，要很注意桩腿和海底的碰撞情况。 放 桩和提桩状态 自升式海洋平台在放桩情况时，由于由于桩腿的上升，整个平台处于漂浮状态，波浪对平台的影响很大，要考虑平台的受力平衡。 桩腿预压状态 平台在进行桩腿预压时，容易受力不平衡，安全事故往往在此时发生的情况比较多，千万注意地基的承受压力。 着底状态 满载风暴自存和满载作业都是着底状态。平台通常是根据
19、满载风暴自存状态进行研究的，考虑桩腿压力的因素，根据平台设计原则，选取前者研究。 2.3 我国海洋平台的现状与发展趋势 我国海洋产业总产值的提升是有目共睹的，到 2010 年我国海洋产业总产值预计能到将近32000 亿元。 近年来，由于国家政府的大力支持，我国的海工程发展的迅猛惊人，我国造船业引来又一个春天。于此同时，我国的石油开发前景也很美好，开发潜力巨大。我国是个地大物博的领域，广阔的海洋包含了大量海底资源，目前为止，我国仅仅开采了 10%的资源，假设全部能有效开发，作用不可估量，我国能成为第二个中东，有效缓解这几年的石油价格飞快上升，都快比上黄金价格了，开发海底石油不容刻缓。 因此，海洋
20、平台发展的很快。 1000 万吨的特大海上大型油田正在投入建造，还有其他一系列的海洋平台开采设备，根据 FPSO 数量排名，我国的 14 个 FPSO 位居世界第二。 FPSO 种类也呈新型化， 几种新型的FPSO 的水平令世人关注。我国的 3 000 ITI 深水半潜井平台也非常令世人惊叹，我们的海洋平本科毕业论文 正文 9 台技术已跨入世界平台先进水平。 2.4 韩国海洋平台的状及发展趋势 一直以来，韩国的造船量一直位居世界龙头， 韩国大宇造船集团、三星重工集团和现代重工集团生产的海洋设备订单占据了全球的三分之一。近年来，韩国的海洋设备订单节节高升，一次次创下历史新高， 2006 年，韩国
21、订单金额创下了 45 亿美元的记录；在 2009 年，韩国大宇造船就创下了四十多亿的佳绩 ；现代重工集团突 破 29 亿美元。在海洋市场这块，韩国可谓虎视眈眈。 2.5 国际建造海洋平台现状及发展趋势 综合历史，建造海洋钻井平台已经历了 3 次高峰，分别是 1970 年左右、 1980 年初、当今。 表现方面： （ 1）数量方面增长很快，最主要原因是把老的钻井平台更新换掉，需求量很大，其次是海上资源开发前景美好，要造大量的钻井平台。 （ 2）因为海洋平台的订单增加了很多，使新型的海洋平台制造推后，平均推迟了 2 年左右。 （ 3）海洋平台建造高峰还包括了平台的造价飞升，为了适应越来越具有开发难
22、度的海域，平台也需相应地投入更多的资产，因此物价 就上升了。价格上升可谓呈指数形式，八十年代到二十世界增长了 2000 万，最近短短的几年增长了几亿美元不等， 5.5 亿美元是目前记录，照这势头很快会被打破。 3 海洋平台防海生物系统设计 3.1 安装防海生物系统的必要性 随着海洋平台的新兴发展，海洋平台的防海生物问题越来越受到人们的关注，那些海洋生物看起来那么渺小卑微渺小，可以带来的问题却十分严重，不容忽视，千里之体溃于蚁穴，说的就是这个道理，下面开详细分析，安装防海生物系统设计的必要性。 本科毕业论文 正文 10 3.1.1 海生物的种类 根据不完全统计，植物性污损海洋生物有六千多种，动物
23、性 污损海洋生物有将近一千三百多种，总计二千多种，不容小看。大都常见的 污损海生物最喜好生长在阳光充足，养料富裕的地方，亚热带和热带是个不错的地方，所以微生物聚集比较多，海生物引发的问题也就相应比其他的地方多了。中国的南海非常就有代表性， 纵跨热带与亚热带，复杂的自然环境，充足的阳光，适宜的水温，生物可四季附着，海洋生物引发的最唯严重。所以研究南海对防海生物有十分巨大的意义，对分认识海生物的生长规律，海生物群落的生长演变，起到指明路方向的作用。 南海生物种类： 蔓足类、水螅、双壳类、管栖多毛类、苔藓虫、藻类 . 蔓足 类 海南岛、广东、广西沿海区域比较多，蔓足类主要是无柄蔓足类。 水螅 水螅主
24、要是双叉薮枝螅水母、棍螅和杯螅、双节螅，它们是水螅优势种，春天和夏季是水螅的活动季节。 双壳类 海洋污损的主要种群，影响很严重，生活区域广泛。 苔藓虫 最常见的一种海洋污损生物，海洋设备上随处可见，大室膜孔苔虫、有室草苔虫、疣裂分胞、萨氏膜孔苔虫、独角裂孔苔虫。 藻类 活动季节一般在春季和冬季，喜好生长在海洋表层，包括多管藻和水云、无柄珊瑚藻。 管栖多毛类 比较常见，包括剌盘管虫、龙介虫、白色盘管虫和长棘盘管虫。 影响这些 污损海洋生物的因素很多，温度、盐度、深度、海潮流、附着基，都十分相关，不同因素的相差都会影响这些海生物的生长状况，对海洋平台的防海生物具有很大帮助。 3.1.2 海生物代表藤壶的研究 藤壶属于蔓足类，喜好附着在海洋设备以及动物身上，分布很广泛，种类也很多，全世界有五百种左右，我国就有一百十种。影响面很广，海洋交通、大坝、码头等等受到着藤壶的侵害。
