海洋石油工程論文大全11篇
時間：2022-09-17 18:24:36緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇海洋石油工程論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
篇（1）
2.1創建科學制度，加大設計單位對成本負責的辦法
依據石油建造項目中標的合同要求，公司可以對投標報價加以調整，制作出項目的合理預算。在這個預算執行的過程中，項目經理對其執行情況負主要責任，項目經理進行成本控制的基礎是設計單位。設計單位必須對成本預算中的材料費用負責，在確保建造質量的基礎上，充分發揮設計單位的龍頭作用，采用費用限額制度，靈活進行費用的管理。
2.2合理控制項目消耗費用，有效降低成本
海洋石油建造項目的各種費用不包括鋼材，其它材料大約占據制造成本的25%左右，合理的掌控各項費用支出情況可以有效降低成本。可以制定不同費用的指標，科學對建造項目進行預算，為降低費用打下牢固的基礎。此外也可以通過如下措施控制、降低成本
(1)加強對設備類的采購管理
在采購方式上首選招標，引入競爭機制，合理控制或減少單一來源采辦，通過招標，拓寬選擇范圍，充分發揮競爭性在效益效率方面的優勢，實現規模化、集中化采購，進而降低成本。
(2)嚴格執行批復的采購策略與采購計劃
從采購的源頭對質量、性能、價格進行把關，確保質優價廉。但有時由于計劃性不強，單個采辦包規模不夠大，對市場吸引力不強，導致不能提高競爭議價能力，因此要杜絕臨時性采購和無計劃采購行為。
(3)在產量目標的驅動下
海洋石油工程建設項目的數量呈逐年增長態勢，建設速度也越來越快，這樣就對資源整合，挖潛增效提出了新的要求。對于共性采辦項目，如易耗料服務類合同，可以采用招標方式進行等質比價，以最低價作為談判標準與其它價高各投標單位一并簽訂等價年度協議，獲得統一的價格體系，這樣不但可以滿足相繼開工或同期開工的各項目在各階段對于易耗服務的建造需求，同時也能降低成本提高議價能力，又能減少不必要的重復性工作，進一步的提高工作效率，可謂一舉三得。3.3提升勞動生產效率，降低生產成本人工成本在建造項目成本之中占據重要的比例。隨著科學技術的不斷進步，勞動生產效率也得到了有效提升。一個建造項目的施工方案在很大程度上左右著生產效率能否得到提高。一個優秀的施工方案可以確保生產流程穩步有序，從而科學配置人力、物力，確保投入的資源達到最大的利用狀態。海洋石油工程項目組要對施工方案進行優化，對施工的工序進行合理安排，確保達到最佳狀態。可以制定激勵機制，提升工程技術人員和工人的主動性，提升勞動效率。勞動效率的提升，不僅可以有效減少電力、水等一系列消耗品的支出，而且也降低了人工費、折舊費等固定成本的支出。
2.4做好會計核算，降低返修幾率
質量和成本是相互協調的因素，只有確保技術和經濟相互結合，才能很好的降低生產成本的支出。質量成本的增多會導致生產成本不斷加大，如果質量成本投入不足，質量降低又會出現返工的情況，在一定程度上也增加了生產成本，造成不必要的損失。相關部門必須做好質量成本的核算工作，確保質量控制和成本管理達到最佳的狀態。在合理的范圍內加大質量投入，可以提升質量、降低成本損耗。質量的提升，可以有效的提高生產效率，也在一定程度上減少因返工造成成本增加的情況。在進行工程項目施工的時候，必須嚴格按照有關的質量控制體系進行生產，把好質量關。
篇（2）
一、引言
自東北石油大學石油工程學院海洋油氣工程專業成立以來，全國石油高校如雨后春筍般相繼成立了海洋油氣工程專業，海洋油氣專業的成立象征著高校石油專業教育邁向海洋石油，是具有劃時代的歷史意義。隨后幾年來，石油大學(北京)、石油大學(華東)等石油院校率先成立了該專業的碩博點。隨后的幾年里，2013年，東北石油大學石油工程學院迎來了第一批海洋油氣工程系畢業生，該屆教育畢業生就業率達80%以上，彰顯了海油企業對該專業人才的需求。
然后，隨著國際油價的走低，尤其跌破30美元以來，石油院校畢業生面臨嚴峻的考驗，而海洋油氣工程作為一個新興專業，其嚴峻性較石油工程類老專業而言，可謂是雪上加霜，海洋油氣工程專業畢業生就業率達到冰點。因此，低油價下的海洋油氣工程系的未來何去何從?如何在低油價新形勢下海洋油氣工程系進行常態化的發展?這是本文待討論的問題。
二、重視專業人才引進，加強師資梯隊建設
海洋油氣工程專業從總體規劃來看，主要包括兩大部分——海油和海工兩個方向，其綜合性集成了海上油氣藏開發、鉆、采、集輸四個環節。以西南石油大學為例，海洋油氣工程依托石油與天然氣工程國家一級學科，將陸上油氣田鉆井、完井、采油(氣)、油氣集輸的領先技術與海洋石油、天然氣相關技術結合并考慮海洋油氣田鉆井、完井、采油(氣)、油氣集輸的特殊性，理論與實際相結合，形成海洋油氣工程的研究基地與博士生、碩士生培養基地。但就其專業教師隊伍而言，西南石油大學的海洋油氣工程系專職教師仍存在不均衡狀態，專職教師僅8人。無獨有偶，我校的海洋油氣工程專業目前專職教師10人，兼職教師1人，其中龍江學者1人、教授2人、副教授4人、講師4人、助教1人、博士生導師2人、碩士生導師6人;教授占18%，副教授占37%(圖1)。從師資上，目前碩博比例相當，博士比例占55%，碩士比例占45%。從平均年齡來看，整體年齡偏小，平均年齡不足35歲。而在研究方向上，海洋工程方向占40%，海洋石油工程方向占60%。
綜合上述分析來看，國內石油院校的海洋油氣工程專業目前師資上面臨嚴重不足，主要體現在以下兩點：一是教師隊伍年輕化，教學經驗不足是普遍的現象，教學梯隊健全難;二是師資專業結構不均衡，多數專業教師都是從石油工程等院系調配過來的，而海工方向教師又多出自非石油院校，師資專業結構偏差較大，導致海油與海工互為獨立，往往造成海油和海工嚴重脫節，難融成一體。因此，在人才引進方面，充分考慮油田企業人才需求，一方面加強深化與中海油、中石化、中石油企業交流與合作，聽取油田企業對人才的需求風向，邀請企業高層領導參與專業建設，共同分析低油價新形勢下人才培養需要，因地制宜，對海洋油氣工程專業引進相應的人才;
另一方面推進高校間的合作交流，對優選出的骨干青年教師，可以推行“2+2”合作模式，或加強碩博研究生訪學模式，借鑒其他院校海洋工程方面的先進經驗，在其他院校進行培訓學習，以及國際高校的先進經驗，填補海洋油氣工程的空白。最后，在人才引進方面，尤其對于偏遠地方的院校，加大人才引進力度，制定相應的獎勵制度，如對發表高級別的文章等成果進行獎勵，提高安家費等待遇，吸引優秀人才任教。
三、深化人才培養方案，探索“訂單式”培養思路
人才培養方案是人才培養的根本。海洋油氣工程專業是順應海油油氣開發形勢下的產物，但亦不可僅拘泥于海油企業，還需勝任諸如中石油、中石化等企業。因此，在人才培養方案上應建立以海上石油為主、陸上石油為輔的教學方案。與此同時，在專業人才培養方案上，還要兼顧海油和海工方向的均衡，讓學生既能掌握石油工程的專業知識，同時也能熟練掌握海油油氣專業特色領域本領。這就需要在課程設計上，把握好學科和研究方向的分寸，加強與油田現場交流和合作。建議在課程設計上增開與油田現場研討式課程(如16學時)，任聘現場領導來校進行講座，傳授和交流現場的先進生產經驗，在課堂上與學生互動，增進學生學習的熱情和專業感情培養。最后，強化與油田現場的合作，尤其是中海油企業的合作，如充分利用學校現有的資源，建立“校企合作”平臺，簽訂相關協議，為企業輸送人才提前簽署“訂單”，建立長效機制，等等。
四、加強產學研一體化，動用多種手段，強化專業學生實踐能力
(一)積極鼓勵一線教師參與科研工作，理論實踐相結合，反作用于課堂
高校教學質量提高離不開產學研一體化進程，這就需要授課教師不僅要勝任課堂教學，也要具備科學研究的素質，因此就要求任課教師在專業方向上具有較好的動手能力，鼓勵高校教師承擔各類縱向基金和橫向科研課題，以扎實的理論功底為基礎，開展課題的深入研究，不斷創新、進取，通過理論聯系實踐，提煉專業技術新觀點和新認識，在學術期刊等發表學術論文，推進專業知名度，亦可反作用于課堂教學，讓學生不僅掌握專業教學知識點，同時也能了解油田企業科研領域，使本科生就業后社會適應性較強，從而提高了畢業生源的質量。
(二)動用多種手段，強化專業學生實踐能力
在教材規劃上，利用我校豐富的教學資源，改進教學方法，創新教育思路。近幾年來，我校和兄弟院校取得了較為豐碩的成果。如2012年，我校聯合兄弟院校海洋油氣工程系，在教材編寫上結合各自優勢，聯合編寫了《海洋采油工程》、《海洋油氣工程概論》、《海洋鉆井平臺設計》、《海洋裝備腐蝕與防護》等國家“十二五”規劃多部教材，教材內容貼近海洋油田及平臺設計，符合油田發展實際需要，有別于傳統的石油工程類教材，更加強調內容“海味”的特色，讓學生能較好地掌握海洋油氣工程的學科特色和知識點。同時，利用我校豐富的教學資源，在學校網絡平臺上已建成了《海洋石油工程》等精品課程公開網絡課堂，利用特色專業和建設成果，完成了公共精品課程的建設，并在網上實行資源開放，本校及外校學生可以通過網絡進行課外學習，大大豐富了學生的業余課堂。
另外，積極鼓勵學生參與石油工程類的大賽，如近幾年來的中國石油工程設計大賽、中國海洋鉆井平臺設計大賽，此類比賽既能體現教師的專業功底，同時也能鍛煉學生的動手能力，導師督導，學生動手操作，發揮他們的想象力和創造力。同時，如我校近兩年自發連續舉辦2屆東北石油大學海洋平臺設計大賽，形成了我校特色專業的校級比賽，贏得了學生一致好評，參與該類大賽除海洋油氣工程專業外，還積極鼓勵油氣儲運專業、機械工程和土木工程專業學生參與其中，充分調動學生的積極性和主觀能動性，提高專業知名度。
五、結語
篇（3）
1引言
對現代企業的市場運營而言，采辦及合同管理是其成本管理中十分重要的組成部分。海洋石油工程項目往往為一些工程量十分龐大、復雜且工程周期較長的大型工程，在工程的建設中投資控制貫穿于整個項目生命周期，工程合同則是實施階段工程項目的主要控制依據，因此，采辦及合同管理對海洋石油工程的整體工程結算以及造價部分的影響十分巨大，其管理質量會直接影響到海洋石油工程的建設實施質量以及投資收益。
2海洋石油工程項目的標準化采辦方法
當前在海洋石油工程項目的標準化采辦方法上主要有OEF采辦與CFE采辦2種，其中，OEF采辦是指項目關鍵設備、材料由業主采購，CFE采辦是指EPCI總包合同工作范圍除業主采辦之外的輔助材料、設備由施工承包商采購[1]。在海洋石油工程項目的標準化采辦方法上，其和一般性的工程標準化采購辦法一致，均分為公開招標、邀請招標、競爭性談判和議標等采辦方式。首先為公開招標，是指以招標公告的方式邀請不特定的供應商投標，通過的評標方法確定供應商。邀請招標是指招標人以投標邀請書的方式邀請特定的法人或者其他組織投標，一般會在前期技術交流充分的基礎之上，按照招標法規定，選擇3家及以上經過資格預審合格的供應商參與投標。由于海洋石油工程行業具有特殊及專業性，行業里具有相應資質及能力的供應商數量有限，采用競爭性的方式來快速鎖定相關資源；議標采辦是指與特定供應商的直接采辦方式，此種采辦方式適用于所需服務、貨物行業內只有一家供應商能夠滿足要求，具有不可替代性，采用議標方式得到相關服務和貨物。
3標準化采辦對工程結算與工程造價的影響
標準化采辦對工程結算與工程造價的影響巨大，對于海洋石油工程而言，其所產生的影響主要集中在4個方面：（1）有利于促進海洋石油工程項目設計、建造標準化，采辦標準化即從建設物資源頭上實現了標準化，繼而對后續的設計、建設標準化有著顯著推動作用；（2）節約采購成本，標準化采辦可省去一些物資價格和質量部分的談判空間，同時標準化采辦也意味著大規模采購，必然會引起量大價廉效應，繼而有助于降低采購成本；（3）穩定資源質量，標準化采辦的基本性質就是實現采購物質各項性能的標準化、規范化，自然有助于海洋石油工程建設所需材料的質量穩定性；（4）培養長期穩定供應商，不同的供應商在所提供物資標準上存在一定差異，而當物資標準確定后，相應的供應商也可以得到確定，只要標準不更換供應上便不會出現供應商突然更換的情況，因此，還有助于供應商的穩定。
4合同管理對工程結算及工程造價的影響
4.1招投標文件質量對工程結算以及工程造價的影響
招投標文件是簽訂合同的重要基礎，海洋石油工程施工合同是按照招投標文件進行簽訂的，招投標文件是合同的重要組成部分，因此，招投標文件的質量對后續合同的簽訂、施工管理、工程結算以及工程造價具有重大的影響。現今，有一定數量的海洋項目工程為了加快施工進度，同時進行施工以及設計工作，致使在海洋石油工程招標時，施工圖紙還沒有完成，圖紙的設計深度不能夠滿足海洋石油工程的招標需求，工程清單以及工作范圍缺少合理依據，會使招標單位的海洋石油工程清單不明確，文件中存在漏項的問題，這一系列的問題會導致價格確認不合理，無法有效控制工程造價，另外，招標文件當中的工作范圍是依照施工圖紙制定的，是業主同中標單位簽訂合同的具體依據，也是工程結算的依據，部分施工單位無法出示工程清單以及相關技術說明，這會影響整體施工效果。因此，招標文件的內容質量對工程結算以及工程造價具有很大的影響。
4.2合同的不同模式對工程結算以及工程造價的影響
規定總價的合同條款一旦確定，通常不會允許對合同價格進行調整，由施工的一方對海洋石油工程總量以及價格等風險進行承擔。按照以往的實際經驗來看，雖然固定總價合同對業主具有很大的益處，但并不是所有的海洋石油工程項目都適用于簽訂總價固定合同。固定總價需要以固定內容以及明確的工作范圍作為基礎，在海洋石油工程項目規模較大、周期較長以及設計不深入的情況之下，采用總價固定模式是不合適的。在海洋石油工程項目不明確以及不可控制的因素較多時，應用該種合同模式會導致海洋石油工程量錯算，造成嚴重的經濟損失，所以，在該種情況之下，無法有效地執行合同條款，使合同的約束作用降低，進而使其流于形式，對海洋石油工程的工程結算以及工程造價有很大影響。
4.3合同的簽訂過程對工程結算以及工程造價的影響
首先，海洋石油工程合同是按照招標文件進行簽訂的，許多業主方在海洋石油工程的招標階段時間較為緊張，沒有重視招標文件的重要作用，在簽訂合同的過程中，隨意更改合同當中的重要條款，這種做法已經違反了我國招標以及投標的相關規定。其次，部分單位利用評標的價格取標價格，使工程造價得以增加。為了保證評標過程的公平合理性，針對投標價格中漏項以及缺項問題，評委要按照評標規則對其進行調整，在一般狀況下，投標方在工程清單中沒有填寫相關報價，簽訂合同之后執行投標報價，不予以調整，施工單位要為自身的失誤付出代價。最后，合同當中沒有對施工界面進行合理劃分，會導致工程造價有所增加，合同中對施工單位的工作范圍以及施工界面劃分不明確，使各個施工單位相互推諉責任，給海洋石油工程的施工管理造成困難。
4.4合同條款變更對工程結算以及工程造價的影響
合同條款變更不明確以及海洋石油工程施工的過程中沒有嚴格執行合同條款規定，會使海洋石油工程在結算時產生糾紛。隨著詳細設計及加工設計的深入，海洋石油工程項目施工的過程當中會產生形式變更，而對于規模大、周期較長以及技術復雜的海洋石油工程項目，變更的量會更大一些。另外，由于工程總體設計不完善，合同沒有明確的規定工作范圍也會增加變更概率，同時海洋石油工程的變更量會直接影響整體的工程造價。
篇（4）
主管單位：
主辦單位：中海石油研究中心
出版周期：
出版地址：
語
種：
開
本：
國際刊號：1673-1506
國內刊號：11-5339/TE
郵發代號：
發行范圍：
創刊時間：1989
期刊收錄：
核心期刊：
期刊榮譽：
中科雙百期刊
聯系方式
期刊簡介
《中國海上油氣》是由中國海洋石油總公司主管、中海石油研究中心主辦的石油及天然氣科學綜合性技術期刊（雙月刊、國內外公開發行，刊號：CN 11-5339/TE），重點報道我國海洋石油和天然氣科學的重大研究成果，主要欄目有油氣勘探、油氣田開發、鉆采工程及海洋石油工程。《中國海上油氣》的前身為《中國海上油氣（地質）》和《中國海上油氣（工程）》，分別創刊于1987年和1989年。《中國海上油氣》是《中文核心期刊要目總覽》（2008年版）核心期刊，已被“聯合國《水科學與漁業文摘》”、《中國海洋文獻數據庫》、《中國學術期刊綜合評價數據庫》、《中文科技期刊數據庫》、《中國科技論文與引文數據庫》、《中國核心期刊（遴選）數據庫》、《中國期刊網》、《中國學術期刊（光盤版）》、《中國石油文摘》、《中國地質文摘》等近20個數據庫或刊物收錄。 《中國海上油氣》的前身為《中國海上油氣(地質)》與《中國海上油氣(工程)》。 《中國海上油氣(地質)》與《中國海上油氣(工程)》分別創刊于1987年和1989年。《中國海上油氣（地質）》1992年獲全國優秀科技期刊評比二等獎;曾多次被評為河北省優秀科技期刊：2002年獲全國第二屆國家期刊獎百種重點期刊。《中國海上油氣(工程)》曾被評為天津市一級期刊。兩刊于2001年同時進入“中國期刊方陣”,位于“雙百”和“雙效”層面。 《中國海上油氣(地質)》與《中國海上油氣(工程)》己被“聯合國《水科學與漁業文摘》”、《中國海洋文獻數據庫》、《中國學術期刊綜合評價數據庫》、《中文科技期刊數據庫》、《中國科技論文與引文數據庫》、《中國核心期刊(遴選)數據庫》、《中國期刊網》、《中國學術期刊(光盤版)》、《中國石油文摘》、《中國地質文摘》等近20個數據庫或刊物收錄或列為核心期刊。
主要欄目：
油氣勘探
油氣田開發
鉆采工程
海洋工程
獲獎情況
篇（5）
1 海上鉆井發展及現狀
1.1 海上鉆井可及水深方面的發展歷程
正規的海上石油工業始于20世紀40年代，此后用了近20年的時間實現了在水深100m的區域鉆井并生產油氣，又用了20多年達到水深近2000m的海域鉆井，而最近幾年鉆井作業已進入水深3000m的區域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢。20世紀70年代以后深水海域的鉆井迅速發展起來。在短短的幾年內深水的定義發生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴展到300m，第十七屆世界石油大會上將深海水域石油勘探開發以水深分為:400m以下水域為常規水深作業，水深400~1500m為深水作業，大于1500m則稱為超深水作業;而現在大部分人已將500m作為“深水”的界限。
1.2海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化狀況
自20世紀50年代初第一座自升式鉆井平臺“德朗1號”建立以來，海上移動式鉆井裝置增長很快，圖2顯示了海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢。1986年巔峰時海上移動式鉆井裝置擁有量達到750座左右。1986年世界油價暴跌5成，海洋石油勘探一蹶不振，持續了很長時間，新建的海上移動式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺改裝為采油平臺)，其數量逐年減少。1996年為567座，其中自升式平臺357座，半潛式平臺132座，鉆井船63座，坐底式平臺15座。此后逐漸走出低谷，至2010年，全世界海上可移動鉆井裝置共有800多座，主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域，其中自升式鉆井平臺510座，半潛式鉆井平臺280座，鉆井船(包括駁船)130艘，鉆井裝置的使用率在83%左右。目前，海上裝置的使用率已達86%。
2我國海洋石油鉆井裝備產業狀況
我國油氣開發裝備技術在引進、消化、吸收、再創新以及國產化方面取得了長足進步。
2.1建造技術比較成熟海洋石油鉆井平臺是鉆井設備立足海上的基礎。從1970年至今，國內共建造移動式鉆采平臺53座，已經退役7座，在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術已經日趨成熟，有國內外多個平臺、船體的建造經驗，已成為浮式生產儲油裝置(FPSO)的設計、制造和實際應用大國，在此領域，我國總體技術水平已達到世界先進水平。
2.2部分配套設備性能穩定海洋鉆井平臺配套設備設計制造技術與陸上鉆井裝備類似，但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內在電驅動鉆機、鉆井泵及井控設備等研制方面技術比較成熟，可以滿足7000m以內海洋石油鉆井開發生產需求。寶石機械、南陽二機廠等設備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設備制造經驗，其產品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
2.3深海油氣開發裝備研制進入新階段目前，我國海洋油氣資源的開發仍主要集中在200m水深以內的近海海域，尚不具備超過500m深水作業的能力。隨著海洋石油開發技術的進步，深海油氣開發已成為海洋石油工業的重要部分。向深水區域推進的主要原因是由于淺水區域能源有限，滿足不了能源需求的快速增長需求，另外，隨著鉆井技術的創新和發展，已經能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發方面距世界先進水平還存在較大差距，但我國的深水油氣開發技術已經邁出了可喜的一步，為今后走向深海奠定了基礎。
3海洋石油鉆井平臺技術特點
3.1作業范圍廣且質量要求高
移動式鉆井平臺(船)不是在固定海域作業，應適應移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業。移位、就位、生產作業、風暴自存等復雜作業工況對鉆井平臺(船)提出很高的質量要求。如半潛式鉆井平臺工作水深達1 500~3 500 m，而且要適應高海況持續作業、13級風浪時不解脫等高標準要求。
3.2使用壽命長，可靠性指標高
高可靠性主要體現在:①強度要求高。永久系泊在海上，除了要經受風、浪、流的作用外，還要考慮臺風、冰、地震等災害性環境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進塢維修，因此對結構防腐、高應力區結構型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質量，采用了高強度或特殊鋼材(包括Z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復雜，生產管理明顯地高于常規船舶。
3.3安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產生的海損事故十分嚴重，隨著海洋油氣開發向深海區域發展、海上安全與技術規范條款的變化、海上生產和生活水準的提高等因素變化，對海洋油氣開發裝備的安全性能要求大大提高，特別是對包括設計與要求、火災與消防及環保設計等HSE的貫徹執行更加嚴格。
3.4學科多，技術復雜
海洋石油鉆井平臺的結構設計與分析涉及了海洋環境、流體動力學、結構力學、土力學、鋼結構、船舶技術等多門學科。因此，只有運用當代造船技術、衛星定位與電子計算機技術、現代機電與液壓技術、現代環保與防腐蝕技術等先進的綜合性科學技術，方能有效解決海洋石油開發在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。
4海洋石油鉆井平臺技術發展
世界范圍內的海洋石油鉆井平臺發展已有上百年的歷史，深海石油鉆井平臺研發熱潮興起于20世紀80年代末，雖然至今僅有20多年歷史，但技術創新層出不窮，海洋油氣開發的水深得到突飛猛進的發展。
4.1自升式平臺載荷不斷增大
自升式平臺發展特點和趨勢是:采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比，提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率;增大甲板的可變載荷，甲板空間和作業的安全可靠性，全天候工作能力和較長的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進的樁腿升降設備、鉆井設備和發電設備。
4.2多功能半潛式平臺集成能力增強
具有鉆井、修井能力和適應多海底井和衛星井的采油需要，具有寬闊的甲板空間，平臺上具有油、氣、水生產處理裝置以及相應的立管系統、動力系統、輔助生產系統及生產控制中心等。
4.3新型技術FPSO成為開發商的首選
海上油田的開發愈來愈多地采用FPSO裝置，該裝置主要面向大型化、深水及極區發展。FPSO在甲板上密布了各種生產設備和管路，并與井口平臺的管線連接，設有特殊的系泊系統、火炬塔等復雜設備，整船技術復雜，價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉移重復使用等優點外，還具有儲油能力大，并可以將采集的油氣進行油水氣分離，處理含油污水、發電、供熱、原油產品的儲存和外輸等功能，被譽為“海上加工廠”，已成為當今海上石油開發的主流方式。
4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機將得到研發和使用
由于鉆井工作向深水推移，有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆，有的為了節約鉆采平臺的建造安裝費用，需以平臺為中心進行鉆采，將其半徑從通常的3000m擴大至4000~5000m，乃至更遠，還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等，因此發展更大提升能力的海洋石油鉆機將成為發展趨勢。
篇（6）
1 海上鉆井發展及現狀
1.1 海上鉆井可及水深方面的發展歷程
正規的海上石油工業始于20世紀40年代,此后用了近20年的時間實現了在水深100m的區域鉆井并生產油氣,又用了20多年達到水深近2000m的海域鉆井,而最近幾年鉆井作業已進入水深3000m的區域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢。20世紀70年代以后深水海域的鉆井迅速發展起來。在短短的幾年內深水的定義發生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴展到300m,第十七屆世界石油大會上將深海水域石油勘探開發以水深分為:400m以下水域為常規水深作業,水深400~1500m為深水作業,大于1500m則稱為超深水作業;而現在大部分人已將500m作為“深水”的界限。
1.2海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化狀況
自20世紀50年代初第一座自升式鉆井平臺“德朗1號”建立以來,海上移動式鉆井裝置增長很快,圖2顯示了海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢。1986年巔峰時海上移動式鉆井裝置擁有量達到750座左右。1986年世界油價暴跌5成,海洋石油勘探一蹶不振,持續了很長時間,新建的海上移動式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺改裝為采油平臺),其數量逐年減少。1996年為567座,其中自升式平臺357座,半潛式平臺132座,鉆井船63座,坐底式平臺15座。此后逐漸走出低谷,至2010年,全世界海上可移動鉆井裝置共有800多座,主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域,其中自升式鉆井平臺510座,半潛式鉆井平臺280座,鉆井船(包括駁船)130艘,鉆井裝置的使用率在83%左右。目前,海上裝置的使用率已達86%。
2我國海洋石油鉆井裝備產業狀況
我國油氣開發裝備技術在引進、消化、吸收、再創新以及國產化方面取得了長足進步。
2.1建造技術比較成熟海洋石油鉆井平臺是鉆井設備立足海上的基礎。從1970年至今,國內共建造移動式鉆采平臺53座,已經退役7座,在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術已經日趨成熟,有國內外多個平臺、船體的建造經驗,已成為浮式生產儲油裝置(fpso)的設計、制造和實際應用大國,在此領域,我國總體技術水平已達到世界先進水平。
2.2部分配套設備性能穩定海洋鉆井平臺配套設備設計制造技術與陸上鉆井裝備類似,但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內在電驅動鉆機、鉆井泵及井控設備等研制方面技術比較成熟,可以滿足7000m以內海洋石油鉆井開發生產需求。寶石機械、南陽二機廠等設備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設備制造經驗,其產品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
2.3深海油氣開發裝備研制進入新階段目前,我國海洋油氣資源的開發仍主要集中在200m水深以內的近海海域,尚不具備超過500m深水作業的能力。隨著海洋石油開發技術的進步,深海油氣開發已成為海洋石油工業的重要部分。向深水區域推進的主要原因是由于淺水區域能源有限,滿足不了能源需求的快速增長需求,另外,隨著鉆井技術的創新和發展,已經能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發方面距世界先進水平還存在較大差距,但我國的深水油氣開發技術已經邁出了可喜的一步,為今后走向深海奠定了基礎。
3海洋石油鉆井平臺技術特點
3.1作業范圍廣且質量要求高
移動式鉆井平臺(船)不是在固定海域作業,應適應移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業。移位、就位、生產作業、風暴自存等復雜作業工況對鉆井平臺(船)提出很高的質量要求。如半潛式鉆井平臺工作水深達1 500~3 500 m,而且要適應高海況持續作業、13級風浪時不解脫等高標準要求。
3.2使用壽命長,可靠性指標高
高可靠性主要體現在:①強度要求高。永久系泊在海上,除了要經受風、浪、流的作用外,還要考慮臺風、冰、地震等災害性環境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進塢維修,因此對結構防腐、高應力區結構型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質量,采用了高強度或特殊鋼材(包括z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復雜,生產管理明顯地高于常規船舶。
3.3安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產生的海損事故十分嚴重,隨著海洋油氣開發向深海區域發展、海上安全與技術規范條款的變化、海上生產和生活水準的提高等因素變化,對海洋油氣開發裝備的安全性能要求大大提高,特別是對包括設計與要求、火災與消防及環保設計等hse的貫徹執行更加嚴格。
3.4學科多,技術復雜
海洋石油鉆井平臺的結構設計與分析涉及了海洋環境、流體動力學、結構力學、土力學、鋼結構、船舶技術等多門學科。因此,只有運用當代造船技術、衛星定位與電子計算機技術、現代機電與液壓技術、現代環保與防腐蝕技術等先進的綜合性科學技術,方能有效解決海洋石油開發在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。
4海洋石油鉆井平臺技術發展
世界范圍內的海洋石油鉆井平臺發展已有上百年的歷史,深海石油鉆井平臺研發熱潮興起于20世紀80年代末,雖然至今僅有20多年歷史,但技術創新層出不窮,海洋油氣開發的水深得到突飛猛進的發展。
4.1自升式平臺載荷不斷增大
自升式平臺發展特點和趨勢是:采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比,提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率;增大甲板的可變載荷,甲板空間和作業的安全可靠性,全天候工作能力和較長的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進的樁腿升降設備、鉆井設備和發電設備。
4.2多功能半潛式平臺集成能力增強
具有鉆井、修井能力和適應多海底井和衛星井的采油需要,具有寬闊的甲板空間,平臺上具有油、氣、水生產處理裝置以及相應的立管系統、動力系統、輔助生產系統及生產控制中心等。
4.3新型技術fpso成為開發商的首選
海上油田的開發愈來愈多地采用fpso裝置,該裝置主要面向大型化、深水及極區發展。fpso在甲板上密布了各種生產設備和管路,并與井口平臺的管線連接,設有特殊的系泊系統、火炬塔等復雜設備,整船技術復雜,價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉移重復使用等優點外,還具有儲油能力大,并可以將采集的油氣進行油水氣分離,處理含油污水、發電、供熱、原油產品的儲存和外輸等功能,被譽為“海上加工廠”,已成為當今海上石油開發的主流方式。
4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機將得到研發和使用
由于鉆井工作向深水推移,有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆,有的為了節約鉆采平臺的建造安裝費用,需以平臺為中心進行鉆采,將其半徑從通常的3000m擴大至4000~5000m,乃至更遠,還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等,因此發展更大提升能力的海洋石油鉆機將成為發展趨勢。
篇（7）
通過詳細介紹仿生學在石油工程領域的發展現狀，提出了石油工程仿生學的概念，指出了建立石油工程仿生學的必要性，概括了石油工程仿生學的特點和研究方法，并梳理了其發展趨勢。目前，仿生學在鉆井、管道、井筒等領域取得了實質性進展。未來石油工程仿生學研究應遵循科學的研究方法，按生物原型階段、數學模型階段和工程實現階段循序漸進地加深研究成果，盡可能避免模仿的復雜性；同時加強在模仿中的創造與創新。石油工程仿生學發展應以生產中的技術需求為根本出發點，以改善現有的或創造嶄新的技術系統為目的，有層次、分階段地開展應用研究，在功能材料、表面性能、信息獲取與處理、工程實現等方面為關鍵技術問題的突破提供創新性解決方案和技術手段，經知識積累、成果轉化和工業化應用3個階段，逐漸形成涵蓋勘探、開發、工程的仿生技術體系。
關鍵詞：
仿生學；石油工程仿生學；仿生技術體系；材料仿生；表面仿生；信息仿生；工程仿生
為了適應環境、延續生命，自然界中的生物經過億萬年的進化和優勝劣汰，造就了近乎完美的結構、形態和功能。五彩繽紛的自然界一直是人類產生各種技術思想和發明創造靈感的不竭源泉，從千百年前模仿蜘蛛織網發明漁網，到近代模仿鳥類飛翔發明飛機，再到21世紀模仿鯊魚皮結構發明鯊魚皮泳衣，人類一直在向大自然學習，利用仿生原理和思想推動技術進步，對仿生學的使用也從無意識向有意識轉變。仿生學是研究生物系統的結構、性狀、原理、行為以及相互作用，從而為工程技術提供新的設計思想、工作原理和系統構成的技術科學［1］。自仿生學誕生到20世紀末，科研工作者經過幾十年的探索，逐步加深了對仿生學的認識和理解，初步掌握了仿生學研究方法，完成了基礎知識的積累。進入21世紀，仿生學的思維和方法迅速滲透到各個學科和行業，研究成果大量涌現，根據發表科學論文數量推斷，這一階段的成果占了總數量的近90％。在這一時期，仿生學在石油工程中也出現了應用案例，不僅利用仿生學理論解決了鉆井、管道防護等技術難題，并且對石油工業的技術創新理念和思維也產生了日益重要的影響。本文介紹了仿生學在石油工程領域的一些重要研究成果，在對仿生學在石油工程領域發展歷程深入分析的基礎上，提出了建立石油工程仿生學的必要性，并概括了石油工程仿生學的研究特點和方法，梳理了其發展方向。
1仿生學在石油工程領域的應用現狀
仿生學的本質是模擬生命系統，其學科結合和行業結合的特點促進了優秀的仿生研究成果從科學研究走向生產實踐，最終投入實際應用。仿生學和石油工程的交叉在鉆井、管道、井筒、油藏等領域也產生了一些研究成果。
1．1鉆井領域
1．1．1仿生鉆井液井壁穩定問題一直是困擾國內外鉆井的難題，水平井比直井的井壁失穩問題更加突出［2］。中國石油大學（北京）根據海洋生物貽貝足絲蛋白的超強黏附能力，研制了仿生強固壁鉆井液體系［3］。該技術在聚合物主鏈上接枝類似貽貝足絲蛋白中的一種關鍵基團，合成類似貽貝蛋白質的水溶性聚合物。仿生鉆井液體系在巖石表面自發固化形成致密且具有黏附性的“仿生殼”，起到維持井壁穩定的作用。試驗井現場鉆井試驗表明，該仿生鉆井液體系在抑制鉆屑分散、穩定井壁、攜屑等方面效果顯著［4］。此外，模仿細菌結構開發了含仿生絨囊的鉆井液［5］，在鉆井過程中無需固相即可暫堵漏失儲層。目前，仿生絨囊鉆井液已在煤層氣欠平衡鉆井、空氣鉆井、防漏堵漏、快速鉆進等方面發揮了作用。
1．1．2仿生PDC鉆頭機械鉆速與使用壽命是衡量鉆頭性能的兩個重要指標［6］，聚晶金剛石復合片（PDC）鉆頭因其出色的切削巖石速度和較長的使用壽命已成為最常用的破巖工具之一。然而，常規PDC鉆頭依然存在金剛石與硬質合金結合力不足、防黏效果不明顯、磨損較快等缺點，為此，吉林大學開展了仿生鉆頭研究工作，研發的仿生鉆頭已從最初的單一功能仿生，發展到目前的耦合仿生，鉆頭性能也由單一的減黏脫附發展到減阻、耐磨、切削效率等指標的綜合提升［7－9］。仿生耦合PDC鉆頭借鑒了竹子中纖維素和木質素的分布方式，牙齒中有機／無機2種不同材料的梯度復合形式，樹木的年輪排布，貝殼表面的非光滑形態，以及螻蛄前足的快速挖掘特點等多種生物特性，并將其進行耦合設計，如圖1所示。現場試驗表明，仿生耦合PDC鉆頭比常規PDC鉆頭鉆進速度提高1．5倍，縮短了施工周期，降低了鉆井成本。
1．2管道防護
1．2．1仿生水草海底防沖刷技術海底管道是海上石油輸送上岸的主要方式［10］，然而，海底復雜流場所引起的海底沖刷造成了管道懸空，給海洋采油安全和海洋環保帶來重大風險。由于常規水下拋石、砂包堆壘、混凝土沉排墊等方法效果不理想，中國石油大學（華東）和中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司提出了一種模擬海草黏滯阻尼作用的仿生水草海底防沖刷技術［11，12］，原理如圖2所示。當海底水流經過仿生水草時，其流速降低，減小了對海床的沖刷；同時，仿生水草促進海流攜沙的沉降淤積，逐漸形成被仿生水草加強的海底沙洲，達到了埋管目的。現場試驗表明，防沖刷仿生水草施工1年后泥沙淤積厚度達20～50cm，防護效果良好。該技術在海管懸空治理中得到了大范圍推廣應用。
1．2．2仿生血小板管道修復技術英國Brinker公司模仿血小板在傷口處凝結的原理，開發了一種管道修復技術［13］。在管道流體中加入Platelets微粒，當其流至裂縫處時，流體壓力迫使其進入裂縫，達到阻止泄漏的目的，如圖3所示。該技術已應用在BP公司Foinaven油田的注水管道和阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集輸管道上，為管道安全運行發揮了重要作用。
1．3井筒領域
1．3．1仿生泡沫金屬防砂技術中國疏松砂巖油藏分布范圍廣、儲量大，開采過程中必須采取防砂措施。根據骨松質的三維立體結構，提出了一種仿生泡沫金屬防砂技術［14］。泡沫金屬內部為三維孔隙結構［圖4（a）］，砂體進入孔隙后沉積在其中，但流通孔道不會被堵死，實現了常規平面防砂到三維立體防砂的轉變［圖4（b）］。基于仿生泡沫金屬的復合防砂管［圖4（c）］，由不同孔隙度的多個泡沫金屬防砂層、導流層、保護層等組成，該結構不僅擴大了防砂的粒徑范圍，還保障了防砂管的滲流能力和結構強度。目前，已發展出防砂粒徑0．15mm、0．25mm、0．35mm的系列化仿生泡沫金屬防砂工具，在油田應用5口井，對于出砂嚴重的井，防砂效果顯著，大幅延長了檢泵周期。
1．3．2仿生非光滑表面膨脹錐技術膨脹管作業過程中，膨脹錐與膨脹管內壁間存在巨大的摩擦阻力。為了降低摩擦阻力，提高膨脹錐的耐磨損性能，以穿山甲為仿生對象，模擬其體表的高強度保護鱗片結構，研發了仿生非光滑表面膨脹錐［15］（圖5）。仿生膨脹錐變徑段采用激光刻蝕、超音速火焰噴涂、離子束沉積等方式進行表面織構蝕刻以及表面硬質涂層涂覆。仿生膨脹錐在中國石油大慶油田進行了4井次的現場試驗，結果表明，與傳統脹錐相比，仿生膨脹錐降低膨脹壓力15％以上，表面無明顯磨損痕跡，延長了使用壽命，降低了作業風險。
1．3．3仿生振動波通訊技術自然界中，沙蝎、大象等動物能感受由固體介質即大地所傳導的振動波，據此進行信息傳遞。受此啟發，研發了一種仿生振動通訊技術［16］，該技術在井口安裝大功率振動信號發生器作為波源，油管或套管為傳輸介質，將振動信號傳輸到井下，井下工具接收到振動信號并進行解調處理，實現地面和井下無線傳輸，技術原理和振動信號發生器如圖6所示。
1．4油藏領域納米機器人是仿生信息感知和傳遞的典型代表。納米級機器人隨著注入流體進入油藏中，記錄分析油藏壓力、溫度以及流體形態，并將這些信息儲存在隨身內存中，之后納米級機器人從產出流體中被分選出來，進而提供了在油藏旅途中提取的重要信息。沙特石油公司已經對納米機器人的尺寸進行了評估，對加瓦爾油田阿拉伯－D油藏中的850塊巖心進行了分析，得到了孔隙－喉道尺寸分布圖，大多數孔隙喉道尺寸大于5μm。為了避免橋堵，納米機器人的尺寸應為孔隙喉道的約1／4。目前，納米顆粒注入試驗以及軟件模擬等工作已在進行中［17－19］。此外，國內外近年來提出了仿生形狀記憶聚合物材料（ShapeMemoryPolymer，簡稱SMP）［20，21］，利用SMP材料能夠在轉變溫度控制下隨意變形的特性，設計了結構簡單、座封可控的仿生封隔器，座封過程不受井下流體性質影響，膠筒尺寸可定制，并且通過調節SMP的轉變溫度，可適應不同井下溫度，以滿足不同井深條件下的完井需求。除了硬件，還出現了“軟性”仿生研究成果。例如，中國科學院王守覺院士提出了“仿生模式識別”的概念，將傳統模式識別的“區分”事物轉變為“認識”事物，使之更接近人類“認識”事物的特性［22］。石油工作者將這一理論應用到了油氣管道工況識別中，在樣本較少的情況下取得了較高的識別準確率［23］。
2石油工程仿生學發展展望
目前，仿生學雖然已經在石油工程領域取得了一定的研究成果，有些甚至已經在油田現場試驗，但仿生學與石油工業的結合依然只是“星星之火”，沒有達到燎原之勢。為了系統、全面地推動仿生學與石油工程的融合，向自然界尋找推動石油工業進步的靈感和啟發，2009年中國石油勘探開發研究院成立了中國第一個石油工程仿生研究部門，開展仿生學在石油工程中的應用研究。
2．1建立石油工程仿生學的必要性經過幾年探索，筆者所在的石油工程仿生研究部門開展了仿生泡沫金屬防砂、非光滑表面、仿生振動波傳輸等多項研究，取得了階段性成果，部分已進入現場應用階段。總體來說，通過專項研究迅速找到了石油工程和仿生學的結合點，并從最初的研究思路轉化為研究成果，成功應用于石油工程現場，解決了油田技術需求。這充分說明了開展石油工程和仿生學的結合研究是合理的、可行的，從長遠來看，建立“石油工程仿生學”是非常有必要的。“石油工程仿生學”是借鑒生物系統的結構、原理、功能等特征為石油工程技術難題提供解決方案的應用科學。建立“石油工程仿生學”意味著更加系統地開展仿生學在石油工程領域的應用研究，有利于更有針對性地發掘石油工程的仿生創新源頭，有利于更有目的性地開展仿生基礎研究，有利于加速仿生學科研成果的應用轉化，有利于仿生學思維和方法在石油工程領域的普及與傳播，以點帶面，促進石油工程與仿生學的全面結合。
2．2石油工程仿生學的研究特點石油仿生學研究可以分為3個階段：生物原型階段，數學模型階段和工程實現階段。首先研究生物某種功能的實現機制和結構特點；然后研究并簡化其結構，抽象出物理模型，進而建立數學模型；最后采用技術手段，制備實物模型，實現對生物系統的工程模擬［24，25］。仿生學作為前沿領域，研究成果大多屬探索類，注重理論性和超前性，而石油工程作為應用行業，以現場需求為驅動力，更加注重科研成果的實用性和推廣性。因此，在科研實踐中，石油工程仿生學應以滿足生產中的技術需求為根本出發點，以改善現有的或創造嶄新的技術系統為目的，有層次、分階段地進行單元仿生或多元耦合（協同）仿生［26］研究。同時，石油工程仿生學在模仿生物的特性或功能時，要盡可能避免模仿的復雜性，要在模仿中創造（創新），研究成果與仿生原型并不一定完全相同，以期最快地解決生產實踐難題，然后循序漸進地加深研究成果的仿生特性，由研究成果實用化向仿生最優化分階段推進。根據這一特點，確定了石油工程仿生學研究和應用的2種主要方式：①需求驅動型，在石油工業的科研和生產實踐中提出技術問題或功能需求，有針對性尋找并借鑒生物的同類或相似功能，經過可行性研究后開展仿生學三階段研究工作；②源頭驅動型，加強與世界仿生學研究機構之間的交流與合作，密切關注仿生學或生命科學研究的最新成果，找準其與石油工業技術需求的結合點，開展應用研究。筆者研究團隊的研究成果充分體現了石油工程仿生學研究特點的適用性，驗證了研究方法的合理性與可行性。例如，泡沫金屬研發之初采用泡沫鎳作為基材，雖然在技術上具有明顯優勢，但高昂的價格阻礙了推廣應用，為此，繼續開展研發工作，開發出不銹鋼泡沫技術，使其具有了推廣應用的條件；仿生非光滑表面膨脹錐技術則是充分借鑒了其他研究機構的成果，優化改進之后應用于膨脹錐，不僅解決了油田生產難題，還促進了仿生研究成果的應用轉化；仿生振動波通訊技術則是在原理上借鑒了動物的通訊方式，但在實現過程中通過大幅提高信號發射強度的方式避免了高靈敏度、小信號接收器開發的復雜性，從而在最短時間內實現生產井指令由地面到井下的無線傳輸。
2．3石油工程仿生學的發展方向
隨著石油工程仿生學系統性研究的啟動，研究內容體現出了明顯的方向性，但研究的深度和廣度依然不足。根據石油工業的技術現狀、需求和特點，以及仿生學的整體發展水平，未來石油工程仿生學應注重材料仿生、表面仿生、信息仿生和工程仿生4個方面的系統性研究，以點帶面，形成涵蓋勘探、開發、工程的仿生技術體系。
2．3．1材料仿生材料仿生的目的是仿制天然材料或利用生物學原理設計和制造具有生物功能，甚至是具有真正生物活性的材料。石油工程領域的材料仿生主要分為2類：①在機械、電學、化學、物理等方面具有仿生特性的主體材料，此類材料或在宏觀上體現出明顯的仿生特征，或通過外場刺激可調控其分子的長度、結構、化學組成、表面形貌等，進而調控材料性能，如輕質高強材料、仿生記憶材料、壓電材料、可降解材料等，該類仿生材料主要用來替代石油工業中常用的鋼鐵、橡膠、陶瓷等，作為其核心功能部件，或作為傳感器敏感元件，大幅提升現有材料、工具以及傳感器的性能指標；②具有強化、修復、、保護等作用的微觀仿生材料，提高現有制劑性能、界面結合效果等，此類仿生材料多以添加劑的方式應用。
2．3．2表面仿生自然界許多生物體的表面結構是非光滑的，無論是陸地、海洋或是天空中的生物，其表面的不同形貌往往都是為適應不同的生活環境經過長期進化而來的，而表面仿生是在仿生對象表面實現類似生物的表面結構，從而表現出更好的表面性能。未來，石油領域的表面仿生多是對機械部件表面進行處理，重點應集中在仿生非光滑表面和仿生浸潤性兩個方面。加強對不同生物功能表面結構的研究和模仿，將仿生非光滑功能表面應用到大量處于惡劣環境中的設備、管線、平臺中，提高運動組件的減阻、耐磨、脫附等性能，以及非動組件的防腐、防垢等特性，延長裝備壽命，提高作業效率，降低安全風險；對材料表面進行仿生浸潤性處理，使其具有自清潔、親油、疏油、親水、疏水等不同浸潤性特征組合，從而衍生出新的功能特性。目前正在利用表面仿生技術對前文提到的仿生泡沫金屬進行處理，利用低溫等離子體表面處理技術，在泡沫金屬表面涂覆一層厚度為30～40nm的聚全氟烷基硅氧烷薄膜，使其具有新的表面浸潤性特征，根據需要實現疏水、親水、疏油、親油等不同特性組合，在工礦、石化、冶金、機械、環保等領域具有廣泛的應用前景［27］。
2．3．3信息仿生信息仿生主要是對生物信息獲取、大數據處理以及生物間信息溝通、協同等特性的模擬與實現。石油工程領域的信息仿生主要可分為2類：①借鑒生物在信息感知和傳遞方面的特性，研制新型傳感或信息傳遞裝置，提高信號采集的精度、廣度及適用范圍，此類信息仿生技術可用于油田生產數據的精確采集，以及信息的高效傳遞，從而提高油田生產狀態的實時監測與控制水平；②在信息處理方面借鑒生物的大數據處理機理和方法，提高大數據處理能力和智能化水平，建立決策機制，并將其應用在地震解釋、油藏認識、開發方案制定以及油田綜合管理等方面，促進油田勘探開發高效運行。
2．3．4工程仿生目前，工程仿生是對生物某種功能的模仿，注重仿生功能的實現，不強調機理相似：①對生物功能的模仿和實現，此類仿生多是受某種生物功能啟發，注重結構相似或生物功能的工程實現，體現生物功能的智能性，并能夠滿足生產實踐需求。目前，石油工程領域的控制方式正在由傳統的機械方式向自動化和智能化方向轉變，在這一轉變過程中引入工程仿生，不僅能夠優化功能結構和控制方式，還能夠促進功能拓展，提高作業效率和便捷化程度。②材料仿生、表面仿生、信息仿生等方面的工程實踐方法。現有的諸多仿生學研究成果還局限在實驗室環境，在其向工業應用轉化的過程中，一方面要解決成果本身的適用性問題，另一方面需要具備切實可行的工程實踐手段。
2．4發展展望石油工程與仿生學的結合依然處于初級階段，大多數研究成果為“形似”仿生。隨著生命科學研究水平的提高以及技術手段的完備，生命科學從生物結構、功能、特性等研究，逐漸深入到生命活動規律、發育規律、生命本質、生物之間和生物與環境之間的相互關系等研究。生命科學的發展加深了對生命本質的認識，不僅能夠拓寬石油工程仿生研究的廣度，更加深了研究深度；反之，石油工程仿生學的發展也使得人們在具體的科研實踐中深化了對生物本身及其活動的理解，進一步促進生命科學研究，并將研究成果有形化［28］。此外，電子、材料、控制等學科的技術進步也將促使石油工程仿生研究成果越來越“神似”。石油工程仿生學未來發展大概可以分為3個階段，即知識積累、成果轉化和工業化應用（圖7）。2020年前，為知識積累階段，任何一個學科領域的發展，都需要長期的知識積累，其中既包括仿生學基礎理論知識的積累與儲備，也包括石油工程仿生學研究人才和研究方法的積累，這一階段要不斷加深對仿生學本質的認識與理解，探索并逐漸形成石油工業與仿生學的結合模式；2020年到2025年為成果轉化階段，對實驗室研究成果進行簡化和魯棒研究，使之在性能或功能上能夠滿足現場應用的要求，形成基本完備的工程實現技術和手段；2025年后，部分研究成果在生產、成本、效率、能耗、作業工藝等方面能夠滿足大規模工業化應用的要求。2008年提出的仿生井概念是未來石油工程仿生發展的集中體現［17］，代表了未來石油工程仿生研究成果的高度融合。未來的油井會像植物一樣“生長”，像植物尋找土壤中濕潤的地方一樣尋找油氣，一旦鉆好垂直井（種植井）后，井將會“按自己的方式生長”。一個智能的分支會延伸到一塊含油區域，一旦該區域水淹后，就將這個分支“砍掉”，并在另一個含油區域“長出”另一個分支，如此反復。
篇（8）
1 衛星波高數據驗證
海上自然破壞力的90%來自海浪，大浪對航船、海洋工程具有很強的破壞性。了解中國近海海域的海浪狀況，不僅有利于海洋防災減災，還可以為海洋開發和海上軍事活動提供可靠的保障。
目前海浪區域氣候研究主要基于海浪模式輸出資料、大氣模式再分析資料以及衛星高度計的波高數據等。本文比較了多個國際機構校準的沿軌數據集，發現歐洲空間局（ESA）GlobWave項目下法國海洋開發所Queffeulou等建立的數據集[1]，時間跨度長（1991-2015年），衛星數量多（9顆星，見圖1a），時空覆蓋上都優于以往的數據集。
由于衛星反演模式參數確定過程中沒有中國海上的實測數據，因此使用該數據集之前需要將該數據集與中國近海實測數據進行對比分析。收集到中國近海28個浮標（見圖1b）每30分鐘平均波高數據，篩選與浮標所在位置的距離小于20km的同期衛星30分鐘平均波高，對比分析結果表明：浮標波高與衛星波高的相關系數為0.91～0.99，均方根誤差絕大部分為0.09～0.34m，浮標減衛星的波高差平均值絕大多數為-0.06m～-0.29m；各海區驗證結果略有差異，其中相關系數在東海至南海北部最大達0.97，黃渤海和長江口外海區略小，分別為0.947和0.948，表明多源高度計波高數據集與中國近海浮標觀測有較高的一致性，可用于中國近海波浪研究。
2 中國近海海浪氣候特征
使用法國海洋開發所建立的多源高度計波高數據分析了中國近海平均有效波高和100年一遇有效波高。
2.1 中國近海平均有效波高的時空分布特征
圖2為多年平均有效波高分布圖，中國近海有效波高為0.6～2.2m，高值區主要分布在東海東南部、臺灣海峽以及南海東北部，年平均值達2～2.4m。南海西部和南部、東海西北部平均有效波高為1.4～1.8m，黃海和渤海有效波高較小，在0.6～1.2m之間。
大部分海域的有效波高都具有明顯的季節變化特征，冬季和秋季的波高明顯高于春季和夏季，冬季的平均波高最大達2.6m，而春夏季平均波高基本在1.8m以下。臺灣島-呂宋島以東和南海東北部的大浪區域的位置隨著季節而變化：夏季和秋季的高值區北移至15°N以北，與臺風活動有關；冬季有效波高的高值區南移至20°N以南，春季則表現出過渡季節的特征。
2.2 100年一遇波浪極值分布特征
在海洋工程設計過程中需要100年、50年一遇波浪極值，評估未來若干年內工程所在區域可能遇到的極端波浪荷載。在多年一遇極值計算過程中，通常應至少由30年以上的年最大值組成樣本序列，采用Gumbel或Weibull等常規概率分布模型進行計算。由于多源衛星波浪資料只有23年，采用常規方法因觀測年代短而使得計算結果不穩定或失真，為此本文使用適應風暴隨機事件的Poisson-Gumbel[2，3]聯合概率分布進行計算，得到了1°×1°網格點100年一遇波浪值。
中國近海及毗鄰海域100年一遇有效波高最大的區域位于琉球群島東南的西北太平洋海域，約9～12m；其次是東海海域至南海東北部海域，約7～11m（見圖3）；長江口至渤海最小4～6m。；中國近岸最大的海域為廣東東部和浙江南部，約7～8m，其原因是這兩個海域受臺風影響最嚴重。
基金項目：本論文由2010DFA62830課題資助
參考文獻
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【Abstract】Manipulator plays an essential and important role in ROV's operation， and almost covers the entire subsea exploration procedure. A numerical model of 7-functional manipulator is built based on D-H formula， and using Kane method analysis its dynamics to derive kinetic equation with external loads. Morison equation was also used on this manipulator's hydrodynamics， and drag coefficients were calculated by using Fluent software. The results were compared to calculations results using Matlab toolbox robots， and the comparison verified the accuracy of the dynamic model. The hydrodynamic forces of the seven function ROV manipulator were solved at last.
【Key words】Seven Function Manipulator， Hydrodynamic， Kinematics， FORTRAN
近些年來隨著海洋資源的開發和海洋科學研究的日益深入，水下機器人-機械手系統是水下作業的一個重要組成部分，除了用于水下的觀測勘察作業外，水下機器人-機械手還被用于完成采集樣本；水下設施的建造和維護；鋪設水下管道和維修等相對繁瑣的一些工作。然而由于水下環境復雜多變，ROV在航行和作業中必然會遇到各種各樣的情況，特別是在作業時要保證作業的準確性和作業時ROV不受損壞，它的動力學問題的研究將會使水下機器人-機械手系統的作業能力提高，為人類開發海洋資源提供更多的支持，因此這個領域的研究是非常重要的。
目前對水下機械手水動力學模型的研究采用的是理論和實驗的相結合的方法。McLain[1，2]等運用力矩傳感器測量、原理計算分析以及流動顯示這些方法綜合應用，對只有一個關節水下機器人機械手系統進行了水動力學的研究。Leabourne[3]以MacLain等人的成果為基礎，討論了有兩個自由度的機械手的水動力學建模問題。Tarn[4]等建立了配備有機械手的潛水器的動力學模型，并應用 Kane 法求解。該模型將外力其中包括水動力施加到了模型中。Shen[5]等使用了浸入邊界法數值求解納維-斯托克斯方程，計算在水中物體移動時所受的水動力。在國內主要有華中科技大學的肖治琥，徐國華[6]在流干擾下的水下機械手動力學模型分析，運用Lagrange方程和Morison公式對水下機械手的動力學的理論分析。王華[7]等應用切片理論的方法，研究了水下機械手的手指動力學特性，并應用Matlab軟件的Simulink模塊建立了仿真模型，研究了無水流影響的水下環境中的機械手手指的動力學特性。
1 動力學模型建立
1.1機械手參數
本文以美國Schilling公司的Orion7型七功能機械手為研究對象，該機械手結構由多關節串聯組成為6自由度串聯，機械手相關參數如表1所示[8]。
。
本文的連桿所在的坐標系位置都是在各個坐標系的坐標軸上。當連桿在坐標系的X軸正方向時，，此時的，，。同理當連桿在坐標系的Y軸正方向時，，此時的，，。當連桿在坐標系的Z軸正方向時，，此時的，，。
3.2Morison方程拖拽力系數計算
Morison方程中Cd、Cm均為實驗值，此系數依賴于雷諾數，物體表面粗糙度，KC數等。不過在設計中一般考慮危險性最大或者受力最大的情況。因此選擇受力最大時候的Cd數值作為本文的計算系數本文采用Fluent流體力學分析軟件計算該值[14]。
由于深水水溫較低，所以深水水的粘度值比常溫下的粘度值要大，因此選擇Pa?s=0.0015，流速選擇0.2m/s，如圖4示是主要的區域尺寸，長方形最左側豎直邊為水流的入口出，中間的截面是ROV七功能機械手大臂的截面形狀。在研究Cd數時本文選擇了橫截面的最大物體的幾何限度處作為來流的垂直受力面。這樣可以得到最大的Cd值，計算得知左右。
圖4 區域尺寸示意圖
Fig. 4 Schematic diagram of regional dimension
4七功能機械手動力學解算
4.1動力學模型校核
為了驗證動力學模型的準確性，在不考慮水流的影響下，本文通過利用Matlab機器人工具箱與自編的Fortran程序結算的力矩曲線圖進行對比，本文選擇角度從初始位置移動到一下角度，，，，，。如圖5所示。
圖5 各關節驅動力矩變化曲線對比
Fig. 5 Comparisons of ankle drive torque curves
如圖5所示，用Matlab機器人工具箱與自編的Fortran程序結算的力矩曲線圖進行了對比，在數值和曲線趨勢上基本一致，從而驗證了模型的準確性，圖中關節1的驅動力矩較小這是因為關節1的布置和其他關節不同，只有它一個關節為左右擺動關節，所以它在沒有水流影響下不克服重力，所以數值較小；關節2、關節3和關節5需要克服機械手的自身重力所以力矩值較大；關節4和關節6主要作用是改變機械手姿勢用的是液壓馬達，所以力矩值較小，特別是關節6基本趨近于0。
4.2 水流影響下動力學研究
假定環境水流為定常流流速為0.1m/s，方向沿慣性坐標系X軸正方向。所得驅動力矩曲線如圖6所示。
圖6 各關節驅動力矩變化曲線（考慮海流）
Fig. 6 Comparisons of ankle drive torque curves （incorporates current）
從圖6中可以看出關節1和關節6的驅動力矩與無海流的驅動力矩相比較變化不大，這是因為水流的來流方向沿著X軸的正方向，產生的力矩主要是在Y軸的方向，所以關節1的驅動力矩影響較小，力矩基本不變；關節6的驅動力矩因為是沿著機械手末端手抓的軸向，所以只有手抓自身的旋轉會對其產生影響，水流的產生的附加力矩只會對坐標系6的X軸和Y軸產生力矩；關節2、關節3和關節5的驅動力矩變化較大，這是因為考慮了水流和自身運動的影響；關節4的驅動力矩變化也很大，這是因為關節4的轉動改變了手抓的空間位置，使其和之前的各個關節不出在一個平面內這樣關節4收到的力矩變大是因為手抓受到水流的沖擊在關節4的轉動方向上產生了附加力矩。
4結語
本文采用了理論分析和計算機仿真的方法，針對美國Schilling 公司的Orion7型號機械手，建立了深水ROV作業機械手的理論模型，計算結果表明機械手在深水中水流的影響下關節2、關節3和關節5的驅動力矩變化較大，在設計和施工作業中人們應當給予特殊考慮。
參考文獻：
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作者簡介：
尹漢軍（1973―），男，漢族，山東青島人，碩士研究生，高級工程師，1997年本科畢業于大連理工大學，2005年研究生畢業于天津大學，現就職于海洋石油工程股份有限公司，主要從事海洋工程結構設計與項目管理。
宋磊（1981― ），男，漢族，山東濟南人，博士研究生，講師，2013年畢業于哈爾濱工程大學船舶工程學院，現于哈爾濱工程大學船舶工程學院，主要研究方向：船舶與海洋工程仿真。
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1. 數據集成服務系統
1.1數據集成服務系統(DTS)的發展歷史及現狀
DTS 是英文Data Totalization Service 的縮寫，意思是數據集成服務。DTS集成了數據采集、數據傳輸、數據處理、數據倉庫等多項技術，使用了最先進的互聯網技術，把信息技術與傳統的石油勘探開發進行了有機的結合。DTS 數據集成起源于1999 年中海技服承擔的國家863 鉆井液技術集成項目，經過不斷地開發，最后形成了功能強大的集成化數據服務。
目前DTS服務已經成功地推廣到渤海五號的QHD作業區、渤海十號的SZ作業區及南海四號的W作業區，并成功地將數據實時地顯示到中海石油有限公司的各個地區公司。
1.2 DTS的系統結構
DTS對作業現場的數據集成后實時地傳輸到下設在陸地的數據庫服務器，然后由數據中心進行分析處理, 分析處理的結果則及時地反饋給作業現場，同時利用網絡技術分發給網上的各遠程終端。
DTS系統結構如圖1.1
圖1.1 DTS系統結構圖
（注1：在此進行動態平衡處理整個系統的作業任務，使系統負載處于優化狀態。）
由圖1.1可以看出：DTS的油田遠程勘探、開發數據集成服務系統主要由三部分構成：現場采集裝置；傳輸裝置；各種地質、工程資料裝置。
該系統集成了油田開發過程中鉆井、完井、油藏測試等各個階段的現場數據，形成了完善的鉆完井信息管理系統。通過數據集成服務，不僅有助于后方基地的決策，而且可以實現作業過程的遠程監控及現場數據資源的二次開發。其成功的應用，改變了傳統的管理模式和工作方法，對安全、優質、高效、低耗、低污染的石油勘探開發提供了有力的技術支持。
DTS系統把各種現場數據采集設備采集的數據通過衛星與總部數據庫與其它各種終端進行傳輸，在這個龐大的傳輸系統中不可避免地要遇到分布式系統幾乎全部要遇到的瓶頸問題―――即整個系統的負載平衡、系統容錯問題。
2． 系統容錯和負載平衡技術概述
2.1 概念
系統的容錯和平衡負載是大型分布式系統中的兩個重要的概念。在分布式系統中，相對客戶端無需知道中間層應用服務器的確切位置，所以中間層應用服務器出錯所造成的危害往往是致命的。但是，如果多個執行相同任務的服務器同時工作，系統在某個服務器發生故障后能將當前服務器中的任務切換到另一臺正常工作的服務器，這將實現系統的自動容錯功能。同樣，如果能將大量的任務平均分配到多個執行相同服務的服務器， 這將平衡服務器的負載，減少系統等待時間，提高整個系統的效率。
2.2 特點
(1)當某臺應用服務器發生故障時，原先連接到該應用服務器的相對終端可以立刻連接到其它提供相同服務的應用服務器，并繼續相互進行作業，這就是所謂的容錯能力。
(2)斷點續傳功能：這種機制能夠有效地避免數據傳輸或保存的冗余重復。
(3)能夠根據系統的不同負荷，動態分配數據傳輸鏈路連接，不至于有的相對終端負載過重，有的相對終端負載相對過輕，使所有的相對終端的負載達到一個平衡。這就是所謂的負載平衡能力。
3． 系統容錯和負載平衡技術的實現
Delphi提供了一個TSimpleObjectBroker組件，該組件提供了基本的容錯能力和負載平衡能力，通過對此組件編程來實現系統的平衡負載和自動容錯功能。
3.1容錯能力的實現
TSimpleObjectBroker組件能維護一個能夠執行應用服務器的機器列表，并且提供其中的機器名給TDCOMConnection或TSocketconnection作為連接的遠程機器的名稱。當TDCOMConnection或TSocketconnection連接的主機出 現故障時，TDCOMConnection或TSocketconnection可以從TSimpleObjectBroker取得一個新的能夠執行應用程序服務器的遠程機器名稱，然后再連接到這臺新機器以取得應用程序服務器的的服務。
3.2暫存數據的實現
TClientDataSet組件提供了兩個方法SavetoFile和LoadFromFile。當所有的應用程序服務器都發生了故障，或是數據庫服務器發生了故障，調用SaveToFile方法把ClientDataSet中所有的數據包括在相對客戶端更新的數據保存到一個文件中，然后在應用程序服務器或是數據庫服務器恢復正常后再執行相對客戶端應用程序，調用LoadFromFile方法加載先前存儲的數據到ClientDataSet中，再調用ApplyUpdates方法把相對客戶端更新的數據更新回數據庫中。
3.3 負載平衡能力的實現
要讓分布式多層結構提供負載平衡能力，只需TSimpleObjectBroker的LoadBalanced屬性設為True就可以提供簡單的負載平衡能力。
3.4 斷點續傳的實現
現場數據集成系統將采集并經過處理的數據按照某種協議進行分割打包成一個個經過編碼的數據元，在以經過編碼的數據元為單位的數據傳輸過程中如發生中斷，系統的斷點續傳功能將自動記載先前進行數據傳輸IP地址、主機號及數據傳輸發生中斷時斷點數據元的編碼，當恢復數據傳輸后系統從數據傳輸發生中斷時的斷點開始進行數據傳輸。這樣就避免因數據重復傳輸而造成的數據冗余。
4． 結束語
遠程數據集成系統不能只是現場數據的簡單再現。未來的數據集成系統還要從以下幾個方面加以發展：
（1）、圍繞需求在充分利用井場信息，收集整理井場其它資料以充實數據來源，在此基礎上完成多種資料的數字化、規范遠程傳輸的數據格式和內容。
（2）、編制適合不同需要、豐富高效的客戶端軟件。
（3）、要充分利用實時數據資料，充分利用已有的軟件，加快開發急需的事故診斷、專業分析、工程評價等應用軟件，不斷提高生產管理者的決策水平。
參考文獻:
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篇（11）
關鍵詞：擺式發電， MATLAB，波壓積分，受力分析
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
引言
進入21世紀可持續發展愈來愈受到重視，可再生能源的利用是可持續發展的重要支撐。由于海洋能在可再生能源中的利用占據了非常重的位置，其中波浪能又是海洋能中的翹楚，利用前景廣闊，近年來利用波浪能發電裝置愈來愈多的研制并投入使用。在此我們將對擺式波浪發電裝置擺板受力情況進行研究。
經過調研和研究我們在計算中采用波壓積分法對固定擺板的受力計算分析，研究對其受力變化產生的影響因素。為后期的擺式發電裝置的優化設計提供數據支持。
1.波浪力計算公式
半經驗公式莫里森方程存在局限性其只適用于大型圓柱結構物[1]，但是對于板式結構物則需要通過波壓力沿板結構表面積分方法計算。其計算公式為：
式中，為波浪力沿x方向的分量，N；p為板結構兩側壓力差，Pa；為板結構沒入水中的深度，m；為波面高度，m；z為擺板上任一點z坐標值，m。波壓力和波面高度由波浪理論確定。
由線性波浪理論，波面方程可假設呈余弦方式，即
（1―1）
式中，a為波動振幅，k為波數，為波浪圓頻率。
線性波中，波壓強分布，由微幅波假定，忽略二階項，相對壓強為：
（1―2）
上式中第一項為靜水壓力項；第二項為動壓力，其中，為壓力響應系數。在z=0處取最大值1，在底部取最小值。式（1―2）只對靜水面以下成立，要求靜水面以上的壓力，可采用Tayor展開，設坐標原點在靜水面上，靜水面以上任一點z1的壓力為：
（1―3）
2.數學模型
數學模型在實驗室模型[2]基礎上以1：1的比例構建，實驗室水槽及實驗裝置如圖1所示。水槽尺度：，實驗板結構尺寸：。坐標如圖所示，原點為擺板和靜水面交線和水槽靜水面中線交點。
圖1 數學模型圖
3.數值計算
根據上述波壓公式，得板結構的波浪力公式：
當時，即板結構處波面低于靜水面，
當時，即板結構處波面高于靜水面，
利用MATLAB自編程序，分別計算改變周期、波高、擺板入水深度及水深的情況下的四組波浪力數值。根據計算水深為中水深 [4]。
3.1波浪周期對波浪力的影響
保持波高水深及擺板入水(靜水時)深度不變。按照圖2所示分別改變周期的大小，得到如下結果。由于計算得到的波浪力時間變化曲線都是正弦曲線[2]，而正弦曲線的有效數值是與最值和幅值相關的，故在此我們只需分析波浪的最大正負值和幅值即可。
圖2周期改變時波浪力曲線
通過圖2中計算結果以及波浪力變化趨勢，可以看到，在保持波高、入水深度和水深恒定的情況下，固定擺板的波浪力隨波浪周期增大而增大。
3.2波浪波高對波浪力的影響
在只改變波高的情況下，由圖3中計算結果和曲線可知，波高的變化對于固定擺板受到的波浪力影響顯著，波高增大時擺板受到的波浪力也增大。
圖3波高改變時波浪力曲線
3.3 擺軸和靜水面的距離對波浪力的影響
圖4擺軸靜水面距離改變時波浪力變化曲線
只改變擺軸和靜水面距離時得到擺板受到波浪力及變化如圖4，可知隨擺板處靜水面和擺軸的距離增大而增大，但影響幅度較小。
3.3擺板入水深度對波浪力的影響
保持T、H以及水深d即擺軸到靜水面距離不變，改變入水深度。
圖5擺板不同入水深度時波浪力曲線
在波浪參數以及水深不變的情況下，擺板入水深度即端部到靜水面的距離的改變對擺板受波浪力影響較大，隨著入水深度的增大波浪力成線性增大。
4.結論
本文通過建立數學模型，利用波壓積分法，計算出擺板在不同情況下的受力，研究了波浪周期、波高、擺軸到靜水面的距離以及擺板入水深度等四個因素對波浪力的影響，其中波浪力隨周期和擺板入水深度的增大近似線性增大，隨波高增大而增大，而擺軸到靜水面距離的變化對波浪力影響很小，幾乎沒有。該計算結果與試驗結果[3]相吻合對于之后進行的擺式波浪發電裝置的受力分析提供了參考。由于本文在計算中未考慮線性波的伸縮變化[4]，數據存在一定的誤差。
參考文獻：
[1] 王濤，尹寶樹等．海洋工程．山東教育出版社．2004．
