1、* * 1单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式海洋工程装备低噪声设计技术及应用周炎 李国刚 童宗鹏中国船舶重工集团公司第七一一研究所内容概要由钻井平台、生产平台、浮式生产储油船、卸油船、起重船、铺管船、海底挖沟埋管船、海洋监察船、潜水作业船及浮标等组成的海洋工程装备已成为国内外船舶发展的重要领域及技术延伸。由动力设备引起的机械噪声是影响海洋工程装备舒适度、电子设备可靠性、人员工作环境、海洋动物生活环境的最主要噪声源，也是海洋工程勘探类船舶水下辐射噪声的主要噪声源之一，国外对于海洋工程船舶的噪声和振动制定了严格的指标要求，以低噪声为特色之一的绿色海洋工程船舶是发展的必然趋势。报告从
2、海洋工程装备的发展现状和趋势出发，以控制机械噪声为目的，提出低噪声海洋工程装备设计方法。通过某型工程船舶低噪声设计、研制和实船测试，探讨和验证了低噪声海洋工程装备设计方法的正确性、可靠性和规范性。该方法可以应用于深海物探船、半潜工程船、勘探船等海洋工程装备的减振降噪的设计。 Date21 引言p海洋工程装备的迅猛发展。陆域资源日益匮乏，储量增长明显放缓，开发成本不断增加。而海洋拥有丰富的资源：海洋油气资源（占世界储量的 1/3）、可燃冰（是世界天然气探明储量的 10多倍）、大洋多金属结核（镍可供世界使用 2万年、钴可使用 34万年、锰可使用 18万年、铜可使用 1000年）、海底热液矿床、海洋
3、生物资源、海洋能源（可开发总量 10亿千瓦）等。海洋资源争夺已成为当前国际竞争的焦点。p振动噪声控制技术与海洋工程密切相关。由动力装置引起的机械噪声直接影响海洋工程船舶及装备的舒适度、电子设备可靠性、船员工作环境；机械噪声也是勘测类海洋工程船底水下辐射噪声的主要噪声源，且直接影响海洋动物的生活环境。为了保护工作人员健康和营造正常的交往和舒适的工作、休息环境，近年来，国外对海洋工程装备舒适性要求愈来愈高，世界各船级社也制定了振动噪声舒适性评价指标。p本文总结了海洋工程装备的发展现状和趋势，以及低噪声化的需求，针对海洋工程船舶，应用全船综合减振降噪技术，开展低噪声设计。该项技术主要从降低动力装置噪
4、声源、切断声传递路径和目标场噪声处理三个技术途径出发，应用现代仿真技术和试验技术，并与船舶的设计、建造、试验的整个过程紧密结合，显著改善船舶的低噪声性能，与国际先进水平接轨，满足绿色海洋工程船舶的发展需要。Date32 国内外现状与发展趋势2.1 海洋工程装备发展现状及趋势海洋工程装备指用于海洋资源勘探、开采、加工、储运、管理及后勤等方面的大型工程装备和辅助性装备，种类多，根据其用途主要分为：勘探、钻井、生产、集输等（详见表 1）。 类型 类型名称勘探类 地震勘探船、仪器作业船、资源调查船等钻井、生产类钻井船舶：钻井船钻采平台：重力式平台、导管架平台、坐底式平台、自升式平台、半潜式平台（ Se
5、mi）、张力腿平台（ TLP）、立柱式平台（ SPAR）、浮式生产储油轮（ FPSO）、浮式储油轮（ FSO）辅助船舶：起重船、锚作拖船 /供应船、三用工作船、多用途供应船水下系统：采油树、管汇、控制管线等集输类 铺管船、穿梭油轮、海底输油管线等其它类 深海空间站、海洋矿藏开采技术装备等超大型海洋浮体结构物海上机场、海上城市、海上能源基地等Date42 国内外现状与发展趋势2.1 海洋工程装备发展现状及趋势目前海洋工程装备建造呈三大阵营：q欧美等国为第一阵营，约占市场额的 60，技术实力雄厚，以高尖端海洋工程产品为主；q新加坡、韩国为第二阵营，约占市场额的 60；q中国为第三阵营，仅占市场额的
6、 5，设计开发能力与国外差距较大，集中于低中端海洋工程产品，高端海洋工程装备设计建造基本空白。目前国内正在加大投入，大力推进海洋工程领域的发展，并逐渐向中高端市场迈进。 Date52 国内外现状与发展趋势2.1 海洋工程装备发展现状及趋势海洋工程装备与船舶产业的关系：海洋工程装备与船舶产业在生产设施、生产流程技术特点等方面存在高度相似性，但在环境要求（安全性和可靠性）、系统构成、规范标准等方面也存在较大差异，特别是由于海洋工程装备主要服务于能源石化行业，系统要满足钻井、采油、集输、环保、通讯导航、生产生活供应等需求，集成度和复杂性高于一般船舶。 Date62 国内外现状与发展趋势2.1 海洋工
7、程装备发展现状及趋势近几年海洋工程类进入建造高峰期，相应的装置和设备都呈快速增长趋势，全球海洋工程类市场稳定发展。根据在建、新订和计划建造的采油和钻井装置，深水海工类是未来重点发展领域。再者，目前在役的海洋工程类近一半集中建造于上世纪 80年代初，服役近 30年，面临退役，因此今后几年海洋工程类更新换代需求十分强烈。据世界著名的一些单位预测，到 2020年前世界海洋油气开发装备、全球能源方面投入和平台及海洋工程船舶投资将会迅速增长。 Date72 国内外现状与发展趋势2.1 海洋工程装备发展现状及趋势q从 20世纪 90年代后期，我国已经进入了对矿产资源的消费加速增长时期，并长期保持较高增速。
8、但是我国资源保障能力相对不足，一些主要矿产储备低于世界平均水平，很多依靠外国进口。q海洋工程核心装备被国外厂商垄断，国外少数公司垄断了海洋工程装备的前期设计，如 12缆深海物探工程船、 55000吨半潜作业工程船均是国外完成方案设计（甚至技术设计）后转入国内。q我国拥有 300多万平方公里的海洋，开发海洋资源是解决我国资源不足的既定战略。上世纪 90年代以来，我国海洋油气生产进入高速发展期，开采快速增长。目前我国海上油田开发主要针对近海，而深海区域有 153万平方公里，只勘探了 16万平方公里，丰富的海洋资源急待开发。有关部门预测，到 2020年前，我国的海洋工程平台及工程船舶装备投资将会在
9、2019年的基础上有几十倍的提高。 Date82 国内外现状与发展趋势2.2 国内外海洋工程装备的振动噪声现状及趋势q国际上，大部分发达国家对舱室噪声控制较为严格，国外最新标准基本反映了船舶低噪声技术的先进性，如 ABS、 DNV等制定的规范，特别是 DNV规范对船舶振动噪声舒适度设定了分级要求，其中 1级为最高舒适度等级， 3级为可以接受的舒适度等级。q目前国内还没有专业的海洋工程装备低噪声设计标准。海洋工程船舶低噪声设计可参考的标准为 GB5979和 GB/7452。对比国内外标准和规范要求，国内船舶振动噪声指标（尤其是舱室空气噪声指标）远远落后于国外先进指标，大部分目标区域的振动噪声指标
10、达不到 DNV的 3级舒适度要求。q海洋工程装备具有世界性，因此，为提高我国海洋工程装备的世界竞争力，我国海洋工程装备低噪声发展趋势和水平需要与国际接轨。 Date93 海洋工程船舶综合振动噪声控制方法 3.1 总体思路q船舶综合振动噪声控制的原则是：源头控制、传递途径控制、目标场控制。因此，首先需要进行全船的振动噪声源分析、目标场分析，明确全船所有振动噪声源，分析每一个声源的特性、安装位置、振动噪声的水平。最后，明确各个目标场的振动噪声指标。q船舶综合振动噪声控制方法主要由船舶振动噪声评估、动力装置振动噪声控制、舱室噪声控制以及试验验收等方法组成，同时，需要与船舶设计、建造和试验三个阶段紧密结合。Date10
