海洋工程大型起重设备及其关键技术研究

芦红威

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452）

海洋工程大型起重设备及其关键技术研究

芦红威

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452）

探讨了国内一些海洋公司的起重船发展和起重机分类，研究了起重船上起重机的一些关键技术。

海洋工程；起重设备；技术研究

引言

随着全球经济的快速发展，人们对海洋的需求也越来越多，于是人们开始不断对海洋进行开发，以满足日益减少的能源的供应。海洋蕴藏的能源是十分丰富的，浅海区域的开采在技术上来说相对比较容易，但随着开采的深入，探测仪器及开采仪器的精密度也在不断提高。除此之外，我国在1960年左右建设的一些海上建筑物也进入了拆除阶段，随之而来的海上资源开发、海上建筑物拆除、沿海风电设备安装等海洋事业的展开，使大型起重设备的研究迫在眉睫。本文主要对现阶段主要的一些起重设备例如起重船、船用起重机进行研究分析，希望能够对大型起重设备的发展提供一点帮助。

1 海洋工程中一些大型起重船的发展和起重机分类

1.1 大型起重船的发展

起重船最开始就是在船的甲板上放置一台吊车，这样能够在海面上进行起重动作。之后有公司对这种船加吊车的形式进行了改造，出现第一台船用起重机。随着科学技术的不断发展，起重船的能力越来越大，由于经济的发展和使用目的的变化，对起重船的要求也越来越多。当起重的吨位大于2 000 t之后，就出现了浮式起重船。这种起重船分为船型和驳型两种类型。这些船都有多种不同的用处[1]。

我国在海洋工程中起重船的设计等起步要晚于西方国家，但经过一段时间的发展，现在也有了极大的进步。随着船舶数量的增多，起重设备从几百吨的起重能力发展到现在的几千吨，我们为这一进步感到骄傲。中铁大桥局、上海打捞局、烟台打捞局、广州打捞局等相关单位自己的大型起重船装备都处于国家领先水平。这些设备能够帮忙完成船舶打捞、海洋平台建筑物拆卸等大型施工项目。现在，我国实力最大的海洋工程公司是海油石油工程股份有限公司，具备海洋工程的设计、制造、安装等一系列能力，而且在起重船舶方面有超强实力。最新消息显示“海洋石油202”号和“蓝疆”号深水起重铺管船分别具备7 500 t和4 000 t的单调最大起重能力[2]。

与国外的起重船设备对比而言，我国起重设备的起步较晚，主要的工作范围是在国内近海，没有国际化的大型起重船队。大型起重船队能应对更多的问题，功能更全面一些，而且可以适用于多种区域的工作任务。这也是我国起重船队的下一步发展目标。

1.2 起重机的类型

1）驳型。驳型的起重机加班是类似长方形，为了作业方便，不设置梁拱等，船体的结构相对于其他的船型要更简单，这样方便在船体上进行布置或者放置货物等。驳型船容易惯性加速，承受的惯性力也比较大一些。拖航阻力也比较大，在船体设计不当时，拖航过程中会容易对自身或者过往的船只造成损伤。但是在大多数情况下，驳型起重船更能满足起重、铺管等的工作要求，因此比较常用。

2）船型起重船。这类起重船具有可自己航行、调遣速度快、易定位等优点。但是，这种船型的船体在进行布置时会受到很大限制，由于干舷太高、甲板不够宽阔等原因，因此这类船型不常用。

3）半潜式起重船。这种船型集中了以上两种类型的优点，它在风浪下稳定性很好，但是这类船结构要复杂得多，造价也比较高，因此要经过多方面的分析比对才会确定是否使用。

4）双体船。这种船型有很大的甲板、很好的稳定性，而且操纵性也比较好，更安全便利，但是这种船钢铁材料的重量很重，容易扭转摆动，会对正常作业有影响，动力定位方面跟其它船只相比也要困难一些[3]。

2 起重船上起重机技术研究

2.1 吊臂桁架结构的受力和结构设计

现在桁架式吊臂的材料主要是高强度钢，与板梁、箱型梁臂架相比高度钢重量要更轻，手缝的面积小，力的传递更加合理。目前，桁架结构要在保证起重设备起吊能力的前提下，让设备更安全、更合理，为吊臂的制造提供更好的技术支持。

2.2 驱动控制技术的研究

大型起重设备的驱动技术是从交流机组驱动逐渐演变到液压驱动，目前已经到变频调速交流电动机驱动了，技术在不断进步，安全性能也越来越高。最新出现的电力驱动与液压系统相比效率更高，维修方便，但是也存在着限制，这种驱动设备体积比较大，增大了吊臂的负荷。

2.3 起重机的安全性设计

大型起重机的驱动系统，不仅速度要高，调速要更平稳，范围也要大一些，现在起重机的操作越来越完善，数字化、集控化等要求使海上作业更加安全可靠[4]。

3 结语

我国海洋资源十分丰富，但是受设备和技术的限制，我们对海洋的开发很少。开发资源所需要的大型起重设备决定着开采的程度，所以我们需要以快速升级大型起重设备为目标，整理发展思路和方法。首先，需要明确起重设备要用在什么地方，开采什么海域，然后开展一系列大型的研究，例如研究分析静水力的特性，耐波性分析和实验，对渗水动力定位系统计算分析，在这些工作的基础上进行大型起重船型及配载的优化研究。在提高自身的技术水平的同时，学习国外先进的相关海洋工程的技术和经验，更好地促进我国在深水资源开发方面的发展。

[1]曾恒一.我国造船工业的重要领域—海洋石油工程[J].船舶工程, 2005(s1):30-34.

[2]孙希兴.海洋工程施工新工艺—双船起重法[J].石油工程建设, 2008(5):20-23.

[3]王立军.全回转式起重船局部结构强度研究[J].造船技术,2008(3): 15-18.

[4]王永福.全回转起重船主尺度模型研究[J].船舶工程,2009(1):5-7.

（编辑：王红霖）

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

芦红威（1975—），男，河北沧州人，本科，毕业于大连海事大学，中级工程师，研究方向：机械。