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工业和信息化部发布海洋工程装备科研项目指南(2012年)

2012-08-16 09:10:31    来源:科技情报研究所

海洋工程装备科研项目指南(2012年)

为加快贯彻落实国务院发布的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、财政部联合发布的《高端装备制造业“十二五”发展规划》(工信部联规[2012]145号),以及工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部、国务院国有资产监督管理委员会、国家海洋局联合发布的《海洋工程装备制造业中长期发展规划》(工信部联规[2011]597号,以下简称《海工规划》),引导企业加强深海资源开发所需装备的研制,形成我国开发深海资源装备的设计制造能力,特制定本指南。

本指南围绕海洋资源勘探、开采、储存运输和服务四大环节的需求,选择《海工规划》明确的部分急需海洋工程装备重点产品和关键技术,按照海洋资源勘探、开采、作业装备,关键系统和设备,基础共性技术和标准等三个领域,形成了2012年海洋工程装备研发的重点方向。

一、海洋资源勘探、开采、作业装备

(一)深海半潜式生产平台总体设计关键技术研究

1、研究目标

(1)   掌握深海半潜式生产平台的设计理念,突破平台总体设计关键技术;

(2)   紧密结合我国南海海域的自然环境条件,研究开发出一型深海半潜式生产平台设计方案,其功能满足我国南海海域深海油气资源开发的需求;

(3)   完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查。

2、主要研究内容

(1)   总体方案设计技术研究;

(2)   平台设计环境条件及总体性能研究;

(3)   平台结构设计技术研究;

(4)   超深海定位系统设计与海上安装技术研究;

(5)   平台模型试验技术研究;

(6)   平台立管系统设计技术研究;

(7)   平台上部采油、生产作业流程设计研究;

(8)   平台系统集成及集成控制设计研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   基本设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   半潜生产平台设计指导性文件;

(5)   与上述平台配套的生产立管研制技术要求;

(6)   半潜生产平台设计技术标准名录。

(二)浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO)总体设计关键技术研究

1、研究目标

(1)   跟踪国外LNG-FPSO的技术发展趋势,重点开展船型关键技术和关键系统研究,突破LNG-FPSO的总体设计关键技术;

(2)   紧密结合我国南海海域的自然环境条件,开发出一型用于深海大型气田的大型LNG-FPSO设计方案,该型LNG-FPSO的年产量约为300万吨,舱容约30万立方米;

(3)   完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查。

2、主要研究内容

(1)   总体方案优化技术研究;

(2)   水动力性能分析与模型试验技术研究;

(3)   全船结构分析及设计技术研究;

(4)   系泊分析及系统设计技术研究;

(5)   工艺处理模块及方案设计研究;

(6)   液化处理系统设计研究;

(7)   LNG-FPSO基本设计方案。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   基本设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   LNG-FPSO设计指导性文件;

(5)   提出与上述LNG-FPSO配套的离岸液化装置及工艺处理装置研制技术要求;

(6)  LNG-FPSO设计技术标准名录。

(三)深海半潜式支持平台研发

1、研究目标

(1)   掌握深海半潜式支持平台的设计理念,突破深海半潜式支持平台总体设计关键技术;

(2)   结合当前国内外深海油气资源开发需要,开发出一型集钻井支持、海上安装、供应、居住等功能为一体的半潜式支持平台的设计方案;

(3)   完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查,具备承接工程项目的条件。

2、主要研究内容

(1)   平台总体方案论证研究;

(2)   深海耦合多点系泊系统设计及栈桥技术研究;

(3)   钻机模块自安装技术研究;

(4)   钻井作业材料输送技术及流程研究;

(5)   动力供应及接口技术研究;

(6)   人员居住安全及环保技术研究;

(7)   平台振动与噪声控制技术研究;

(8)   平台建造方案及关键设备安装调试技术研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   基本设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   半潜式支持平台设计指导性文件;

(5)   半潜式支持平台设计与建造技术标准名录。

(四)浮式液化天然气储存及再气化装置(LNG-FSRU)总体设计关键技术研究

1、研究目标

(1)   掌握LNG-FSRU的设计理念,突破LNG-FPSO的总体设计关键技术;

(2)   结合国内外市场需要,开发一型舱容在20万立方米以上、年气化能力约为200万吨的LNG-FSRU的设计方案;

(3)   完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查,具备承接工程项目的条件。

2、主要研究内容

(1)   LNG-FSRU船型及海况分析研究;

(2)   船体运动性能及液货晃荡分析技术研究;

(3)   液货舱结构强度及疲劳分析技术研究;

(4)   系泊分析及系统研究;

(5)   货物输送系统研究;

(6)   液货存储系统选型研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   基本设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   LNG-FSRU设计指导性文件;

(5)   LNG-FSRU设计技术标准名录。

(五)海上油田环保作业船研发

1、研究目标

(1)   掌握海上油田环保作业船的设计理念,突破此类船舶的核心技术;

(2)   以大功率、大收油舱容、具备高海况作业能力和应急能力为主要目标,开发一型经济、收油效果好及综合作业能力强的海上油田环保作业船的设计方案;

(3)   完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查,具备承接工程项目的条件。

2、主要研究内容

(1)   大船、收油艇与内置式收油机联合操作技术;

(2)   节能减排技术;

(3)   溢油回收设备分析、选型技术;

(4)   船舶推进装置技术;

(5)   空调通风系统技术;

(6)   浮油回收舱布置技术;

(7)   区域及设备防爆处理技术;

(8)   总体建造方案及关键设备安装调试技术研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   基本设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   海上油田环保作业船设计指导性文件;

(5)   海上油田环保作业船设计与建造技术标准名录。

二、关键系统和设备

(六)海洋钻井平台用深海隔水管系统研究及关键部件研制

1、研究目标

(1)  开展钻井隔水管及相关配套设备的技术研究,掌握钻井隔水管设计制造关键技术;

(2)   开发一套适合我国南海2000m水深作业要求的钻井隔水管系统及关键设备配套方案;

(3)   完成钻井隔水管提升装置、卡盘、200K钢丝绳式隔水管张紧装置、灌注阀、隔水管主体单根的样机研制,并完成样机的API认证。

(4)   完成钻井隔水管伸缩装置原理样机的研制;

(5)   完成万向节、隔水管伸缩装置、隔水管终端接头的图纸设计并经相关机构或单位认可,符合API相关规定。

2、主要研究内容

(1)   系统配套技术研究;

(2)   万向节技术研究;

(3)   隔水管终端接头技术研究;

(4)   隔水管伸缩装置技术研究;

(5)   隔水管提升装置研制;

(6)   卡盘研制;

(7)   200K钢丝绳式隔水管张紧装置研制;

(8)   灌注阀研制;

(9)   隔水管主体单根研制;

(10) 隔水管主体及关键设备功能试验技术研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   钻井隔水管系统及关键设备配套样机设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   钻井隔水管系统及关键设备配套方案设计指导性文件;

(5)   钻井隔水管系统及关键设备技术标准名录。

(七)深海轻型J型海底管道铺设系统研制

1、研究目标

(1)   以满足深海油气田井口间短距离小管径管道铺设需求和水下设施安装需求为主要目标,开展轻型J型铺设系统设计方案和关键设备的研究;

(2)   开发一套作业水深300-1000米,满足6-12寸海管铺设, 200吨以内水下设施安装,适用我国海洋油气开发铺管船的轻型J型海底管道铺设系统设计方案;

(3)   完成轻型J型铺设系统工程样机的制造并在实船安装和测试。

2、主要研究内容

(1)   国外轻重型深海J型铺设系统分析研究

(2)   深海J型铺设管道预处理与输送技术研究

(3)   深海J型铺设系统水下安装与监测技术研究

(4)   轻型J型铺设系统总体方案研究

(5)   轻型J型铺设系统设备集成设计技术研究

(6)   轻型J型铺设系统工程样机研制

(7)   轻型J型铺设系统实船适应性升级技术研究

(8)   轻型J型铺设系统海上风险分析

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   轻型J型铺设系统工程样机及样机设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   铺管船用轻型J型铺设系统设计指导性文件;

(5)   J型铺设系统及关键设备技术标准名录。

(八)水下连接系统及关键设备研制

1、研究目标

(1)   以突破适用于1500米深海环境下水下生产系统连接系统的设计、制造、测试、安装关键技术为目标,开展相关技术研究和设备研制;

(2)   完成深海水下连接系统设计方案;

(3)   完成一套卡箍式连接系统工程样机,设计水深1500米,连接器连接管径6英寸,实现海试及示范应用;

(4)   完成一套螺栓法兰连接系统工程样机,设计水深1500米,连接器连接管径24英寸,实现海试;

2、主要研究内容

(1)   水下连接系统材料选择及材料工艺特性研究;

(2)   水下连接系统与ROV接口技术研究;

(3)   水下连接系统密封技术研究;

(4)   水下连接系统模拟仿真技术研究;

(5)   卡箍式连接系统工程样机研制及示范应用研究;

(6)   卡箍式连接系统安装与测试技术研究;

(7)   螺栓法兰式连接系统工程样机研制;

(8)   螺栓法兰式连接系统安装与测试技术研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   卡箍式连接系统工程样机和螺栓法兰式连接系统工程样机及相应的设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   深海水下连接系统设计指导性文件;

(5)   水下连接系统及关键设备技术标准名录。

  (九)FPSO原油外输系统集成技术研究及关键设备研制

1、研究目标

(1)以满足30万吨级及以下FPSO配套需求为主要目标,开展FPSO原油外输系统集成设计技术研究和关键设备研制;

(2)完成一型外输能力为每小时3000-5000 立方米的FPSO原油外输系统集成设计,完成系统样机及快速应急拉断阀(ESD阀)、快速拉断接头等关键部件研制和试验验证,获得相关船级社的认可。

2、主要研究内容

(1)   大流量安全输送、快速应急等原油外输系统安全保护及集成技术研究;

(2)   原油外输系统ESD阀、快速拉断接头等关键部件研制;

(3)   原油外输系统试验验证技术研究。

3、成果形式:

(1)   各类技术研究报告;

(2)   30万吨级FPSO配套的原油外输系统集成设计方案(设计文件与图纸);

(3)   相应的专利;

(4)   FPSO原油外输系统设计指导性文件和试验验证规范;

(5)   FPSO原油外输系统技术标准名录。

(十)悬链式单点系泊装置研制

1、研究目标

(1)   攻克海洋浮式结构物悬链式单点系泊装置的核心设计和建造技术,研制出具有自主知识产权的悬链式单点系泊装置,形成装置总包能力;

(2)   完成一台具备系泊30万吨级以下大型油轮、设计传输能力每小时5000立方米、设计寿命25年的悬链式单点系泊装置的研制,完成主轴承及立管的研制。

2、主要研究内容

(1)   悬链式单点系泊装置功能分析、类型选择和设计参数论证;

(2)   锚链-浮筒-船舶耦合水动力分析和模型试验研究;

(3)   海洋环境动载荷作用下海底桩锚定位设计与分析;

(4)   悬链式单点系泊装置结构设计和多种接卸管路系统设计与分析;

(5)   悬链式单点系泊装置建造、安装、调试技术研究;

(6)   主轴承及立管等主要配件研制及试验验证技术研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   主轴承及立管等样机及样机设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   悬链式单点系泊装置设计指导性文件;

(5)   悬链式单点系泊装置相关技术标准。

(十一)内转塔式单点系泊系统开发及液体旋转接头研制

1、研究目标

(1)对FPSO单点系泊系统技术进行系统研究,开发一套适应我国南海100米工作水深FPSO需要的内转塔式单点系泊系统的设计方案;

(2)完成基本设计,完成液体旋转接头、电滑环等关键设备样机的研制,通过船级社认可。

2、主要研究内容

(1)   国外内转塔式单点系泊系统功能(多种接卸管路系统能力)分析;

(2)   内转塔式单点系泊系统总体设计技术研究;

(3)   内转塔式单点系泊系统与FPSO船体的匹配设计研究;

(4)   内转塔式单点系泊系统水动力性能分析与模型试验;

(5)   内转塔式单点系泊系统海上安装方案研究;

(6)   内转塔式单点系泊系统核心部件——液体旋转接头及电滑环研制;

(7)   内转塔式单点系泊系统及关键部件功能验证试验技术研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   液体旋转接头、电滑环样机及样机设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   内转塔式单点系泊系统设计指导性文件;

(5)   内转塔式单点系泊系统设计及关键部件的技术标准。

(十二)海洋平台及FPSO用大容量发电模块设计技术研究

1、研究目标

(1)   以满足海洋平台及FPSO用大容量电站系统中发电模块工作需要为目标,通过开展海洋平台及FPSO用大容量发电模块设计技术研究,突破电站系统中发电模块匹配仿真、试验验证等关键技术,掌握海洋平台及FPSO用大容量电站系统中发电模块设计技术和集成方法。

(2)   完成一套大容量电站系统中发电模块的设计,其技术指标:1)电压11kV,2)单机功率≥5000—10000KW,3)电站模块匹配仿真软件仿真精度≥90%,4)电站结构噪声隔振量≮15dB(A),5)中压系统THD<4%,400V系统THD<5%,6)排放满足Tier Ⅲ要求。

2、主要研究内容

(1)   大容量电站系统中发电模块集成设计技术研究;

(2)   大容量电站系统中发电模块匹配仿真技术研究;

(3)   大容量电站系统中发电模块试验验证技术研究。

3、成果形式

(1)  各种相关技术研究报告;

(2)   仿真软件理论文本、使用说明、源代码文件、目标文件、测试报告,软件著作权登记证书;

(3)   机组样机设计图纸、计算书、试验报告;

(4)   相应的专利;

(5)   海洋工程用大容量发电模块技术标准。

(十三)LNG-FSRU再气化模块总体设计关键技术研究及相关设备研制

1、研究目标

(1)   以形成LNG-FSRU再气化模块总包能力为主要目标,开展再气化模块总体设计技术研究和相关设备的研制工作,具备设计建造LNG-FSRU再气化模块的能力,完成相应的工程样机。

(2)   工程样机的目标输出压力为10MPa,日产气量最大为3.75亿立方英尺,设计寿命大于20年。

2、主要研究内容

(1)   ORV、SCV、IFV/STV、AAP等工艺在LNG-FSRU上应用的可行性研究;

(2)   再气化模块总体布置方案研究;

(3)   再气化模块关键流程工艺研究;

(4)   再气化模块关键建造工艺研究;

(5)   LNG增压泵、中间介质泵、加热蒸发器等再气化模块关键设备的关键工艺技术研究及设备研制;

(6)   LNG吸入罐和中间介质罐研制;

(7)   再气化模块主结构材料和舾装件研制;

(8)   再气化模块建造用特殊焊接材料研制;

(9)   再气化模块样机研制及测试。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   一套LNG-FSRU再气化模块样机及样机设计图纸、计算书、试验报告;

(3)   相应的专利;

(4)   LNG-FSRU再气化模块的技术标准名录。

  (十四)深海作业起重机主动升沉补偿系统研制

1、研究目标

(1)以满足深海作业起重机配套需要为目标,开展主动升沉补偿系统共性技术研究,突破深海作业起重机主动升沉补偿系统设计及研制技术;

(2)完成一型满足500米至3000米深海作业环境工作要求、能够为200吨及以下的海洋起重机配套的主动升沉补偿系统样机及试验系统,获得船级社的认可。

2、主要研究内容

(1)   深海作业起重机主动升沉补偿系统环境适应性、检测及控制等共性技术研究;

(2)   深海作业起重机主动升沉补偿系统设计及研制;

(3)   深海作业起重机主动升沉补偿系统试验验证技术研究。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   配套200吨深海作业起重机的主动升沉补偿系统设计技术文件及工程样机图纸、计算书、试验报告;

(3)   配套200吨及以下的深海作业起重机的主动升沉补偿系统试验系统;

(4)   相应的专利;

(5)   深海作业起重机主动升沉补偿系统设计指导性文件和试验验证规范;

(6)   深海作业起重机主动升沉补偿系统技术标准名录。

三、基础共性技术和标准

(十五)岛礁中型(总长300米级)浮式结构物关键技术研究

1、研究目标

针对南海岛礁经济发展、渔业资源开发与政府管辖的需求,开展深远海多种结构型式中型浮式结构物岛礁后勤支持平台)总体性能、结构特性、运动性能控制、水池模型试验、总体设计、海上安装、系泊定位、防波等关键技术与相应技术标准的研究,掌握南海典型岛礁环境下大型浮式结构物概念设计技术。完成一型总长300米级、水深大于200米、可抗百年一遇海况的深远海大型浮式结构物及防波设施的概念设计方案,具备人员居住、船舶停靠、物资储存、能源补给、淡水制造、医疗中心、可再生能源利用、信息枢纽等多种功能,并通过水池模型试验验证。

2、主要研究内容

(1)   南海典型(目标)岛礁自然环境(风、浪、流、海床结构、台风、高温等)测量技术研究;

(2)   南海典型(目标)岛礁的使用特征与技术指标优化论证;

(3)   不同功能的浮式结构物符合舒适性、使用性、维护性要求的总布置研究;

(4)   浮式结构物总体性能分析技术研究;

(5)   浮式结构物系泊定位技术研究;

(6)   浮式结构物防波技术研究;

(7)   浮式结构物、防波设施水池模型试验技术研究;

(8)   浮式结构物运输与安装技术研究;

(9)   新型材料在南海浮式结构物设计中的应用技术研究;

(10) 浮式结构物、防波设施在高温自然环境下防腐技术研究;

(11) 环境测量装置研制和典型(目标)岛礁环境测量技术研究;

(12) 浮式结构物、防波设施安全标准研究。

3、成果形式

(1)   各类研究报告;

(2)   完成的概念设计图纸通过中国船级社审核;

(3)   浮式结构物、防波设施水池模型试验研究报告;

(4)   浮式结构物、防波设施设计与安全分析指导性文件;

(5)   环境测量装置样机;

(6)   相关技术标准名录;

(7)   相关专利。

(十六)海洋工程涡激振动(VIV)和与涡激运动(VIM)专用工程计算软件开发

1、研究目标

从求解N-S方程出发,建立海洋立管涡激振动和Spar平台涡激运动的CFD计算方法,开发海洋立管涡激振动(VIV)和Spar平台涡激运动(VIM)的CFD软件,解决海洋立管VIV和VIM引起的疲劳强度预报问题,为海洋工程立管和平台的设计提供自主知识产权的数值分析工具。

2、主要研究内容

(1)   南海海流和内波测量和建模研究;

(2)   基于任意物体高雷诺数(Re>104~106)绕流的CFD方法研究和软件开发;

(3)   挠性结构(如深海立管)的动力学计算方法研究和软件开发;

(4)   流体结构耦合计算方法研究和软件开发;

(5)   软件包前处理和后处理功能开发;

(6)   软件功能及计算精度多种验证方法研究(实际结构、模型试验、国外声誉良好的同类工程计算软件比较)。

3、成果形式

(1)   相应的各类研究报告;

(2)   VIV、VIM计算软件理论文本、使用说明、源代码文件、目标文件、测试报告、软件著作权登记证书;

(3)   软件计算功能与精度的深水池模型验证、实际结构验证与工程应用、国外同类软件比较等报告。

(十七)自升式钻井平台设计建造信息化管理技术研究

1、研究目标

(1)   以实现系列化、批量化建造自升式钻井平台的国内海工企业为示范典型,在研究总结国内外自升式钻井平台项目管理经验的基础上,建立与国际海工项目相适应的管理体系,采用现代软件开发技术,研发具有自主知识产权的海洋工程项目信息化管理平台,实施自升式钻井平台项目数据流和物流的信息化管理,实现项目设计、制造、管理信息及异构专业软件平台的有效集成,全面提高自升式钻井平台的设计建造效率,为提升项目总承包能力奠定基础。

(2)   该信息化管理平台应具备良好的开放性及可配置性,对海工企业设计建造自升式平台的管理具有适用性,对平台项目管理中的进度控制、物资采购及配套管理、机械完工和调试管理、质量管理、成本管理等方面的覆盖面达90%以上,在典型企业中得到示范应用。

2、主要研究内容

(1)   项目管理模式和体系研究;

(2)   项目管理关键技术研究;

(3)   项目信息化管理平台体系架构研究;

(4)   项目信息化管理平台功能模块研究;

(5)   项目信息化管理平台开发技术研究;

(6)   项目管理数据集成技术研究;

(7)   自升式钻井平台设计建造信息化管理示范应用。

3、成果形式

(1)   各种相关技术研究报告;

(2)   海洋工程项目信息化管理平台理论文本、使用说明、源代码文件、目标文件、测试报告;

(3)   软件著作权登记证书及论文;

(4)   相关技术标准名录。

  (十八)海洋工程装备设计建造标准体系顶层研究

1、研究目标

以国际主流海洋工程装备及关键系统和配套设备为重点,在对国外海洋工程装备设计建造规范、国际标准和国外先进标准进行全面研究分析的基础上,重点围绕我国典型海洋工程装备的科研生产需求,开展标准应用研究及需求分析,深化我国海洋工程装备专业标准体系研究,提出急需制定的海洋工程装备标准项目并明确标准主要内容及要求,为进一步开展海洋工程装备标准制定,建立我国海洋工程装备标准体系,提升我国海洋工程装备设计建造水平奠定基础。

2、主要研究内容

(1)   海洋工程装备重点国际标准、国外先进标准、设计建造规范研究(包括ISO/IEC国际标准、API标准、NORSOK标准、DNV海工规范等);

(2)   国内典型海洋工程装备应用国际标准和国外先进标准分析研究(重点围绕自升式钻井平台、半潜式钻井平台、FPSO、钻井船及重要配套系统设备等典型产品);

(3)   我国相关行业标准在海洋工程装备科研生产中的适用性研究(包括船舶工业标准、石油工业标准等);

(4)   我国海洋工程装备标准体系深化研究及急需制定标准分析。

3、成果形式

(1)   《海洋工程装备重点国际标准、国外先进标准和设计建造规范研究》报告;

(2)   《国内典型海洋工程装备设计建造应用国际标准和国外先进标准研究》报告;

(3)   《我国相关行业标准在海洋工程装备科研生产中的适用性研究》报告;

(4)   《海洋工程装备标准体系深化研究》报告;

(5)   国内急需制定的海洋工程标准项目、主要内容及要求。