海洋工程装备科研项目.docx

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海洋工程装备科研项目

海洋工程装备科研项目指南

（2021年版）

海洋工程装备是国家战略性新兴产业的重要组成部份，加速进展海洋工程装备制造业，关于推动海洋资源开发和海洋经济进展，支撑我国海洋强国建设具有十分重要意义。

为进一步落实《“十二五”国家战略性新兴产业进展计划》（国发[2021]28号）和《海洋工程装备制造业中长期进展计划》（工信部联规[2020]597号），实施《海洋工程装备工程实施方案》，加速提升海洋工程装备制造业创新能力，在调整和修订《海洋工程装备科研项目指南（2021版）》的基础上，形成本指南。

指南从工程与专项、特种作业装备、关键系统和设备三个方面，提出了2021年海洋工程装备制造业的重点科研方向。

一、工程与专项

（一）深海天然气浮式装备（一期工程）

1.工程总目标

知足我国深海大型气田开发和海上液化天然气接收站建设的紧迫需求，系统开展深海天然气浮式装备（英文简称：

FLNG，包括浮式液化天然气生产储卸装置LNG-FPSO和浮式贮存及再气扮装置LNG-FSRU）设计、建造、集成等方面的关键技术研究，和相关关键设备和系统的研制，形成相应的整体设计方案、设备工程样机及全套系统的实验验证装置，完成有关测试和查验、实验验证等工作，成立相应的FLNG设计建造标准与标准体系。

开发一型适应我国南海大型气田开发需要、舱容约30万立方米、LNG年产量约为200-300万吨的LNG-FPSO，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。

工程分两期实施，一期目标是：

完成LNG-FPSO、LNG-FSRU整体设计方案，实现LNG-FSRU再气化模块及LNG-FPSO部份系统和设备的样机研制，具有不小于20万标方/天的小型天然气液化系统核心装置工程化应用能力。

二期目标是：

LNG-FPSO、LNG-FSRU整体具有工程化条件，要紧系统和设备完成样机研制及实验验证，具有LNG年产200-300万吨天然气预处置系统及液化系统装置研制能力。

2.重点研究方向

2021年前，重点围绕一期工程目标，冲破天然气预处置系统及液化系统、再气化系统、LNG货物外输/转驳装置等设备和系统设计、制造、实验验证等方面的关键技术，部份系统和设备完成样机研制；开展FLNG建造、安装及调试关键技术研究；开展处置能力为不小于20万标方/天的天然气液化工艺和设备实验验证；初步成立起FLNG设计建造标准与标准体系。

具体如下：

（1）天然气液化系统设计、集成及实验验证

研究目标：

把握天然气液化系统的设计技术、集成技术，完成处置能力不小于20万方/天，且适用于LNG-FPSO的采纳混合冷剂液化工艺的平安、靠得住、高效的天然气液化系统设计和建造，开展工艺和关键设备实验验证。

研究内容：

1）处置能力不小于20万标方/天的天然气液化系统整体方案设计；

2）天然气液化系统集成技术研究；

3）适用于LNG-FPSO的混合冷剂液化工艺和绕管式换热器等关键设备实验验证。

功效形式：

整体设计方案；处置能力不小于20万标方/天天然气液化系统及实验报告。

（2）天然气预处置用大型塔器研制

研究目标：

把握适合FLNG天然气预处置系统利用的大型塔器的设计制造关键技术，包括强度计算、填料和塔盘的水力学计算等，完成大型塔器详细设计和样机研制，具有工程化应用条件，与国际同类产品技术水平相当。

研究内容：

1）工艺参数优化和工艺流程设计；

2）大型塔器的材料选型、强度计算及分析；

3）大型塔器中填料、塔盘等内件水力学计算；

4）大型塔器气液散布器的设计与优化；

5）晃荡对大型塔器性能阻碍研究；

6）适用于年产液化天然气300万吨LNG-FPSO利用的大型塔器详细设计；

7）大型塔器样机研制。

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（3）天然气液化用大型混合冷剂紧缩机研制

研究目标：

完成知足LNG年产量约为200-300万吨的LNG-FPSO要求的大型混合冷剂紧缩机的选型方案，攻克设计制造关键技术，完成详细设计和样机研制，具有工程化应用条件，与国际同类产品技术水平相当。

研究内容：

1）紧缩机选型方案论证；

2）设计制造关键技术研究；

3）大型混合冷剂紧缩机详细设计；

4）大型混合冷剂紧缩机样机研制。

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（4）天然气液化用大型板翅式换热器冷箱研制

研究目标：

把握板翅式换热器冷箱均布、平安性相关技术等关键技术，完成相应的实验研究和样机研制，知足LNG-FPSO的技术要求。

研究内容：

1）多联板翅式换热器均布技术研究；

2）板翅式换热器应用于FLNG的平安性和靠得住性研究；

3）板翅式换热器样机研制。

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；适用于处置能力为不小于20万标方/天天然气液化系统的样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（5）海水-混合冷剂换热器研制

研究目标：

把握海水-混合冷剂换热器设计、制造、查验等关键技术，开展知足LNG年产量约为200-300万吨的LNG-FPSO要求的海水-混合冷剂换热器详细设计方案，完成中试研究和小型样机研制，设计、制造、查验能力达到LNG-FPSO技术要求。

研究内容：

1）海水-混合冷剂换热器选型研究；

2）设计关键技术研究；

3）制造和查验关键技术研究；

4）海水-混合冷剂换热器小型样机研制。

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；适用于处置能力不小于20万标方/天；天然气液化系统的样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（6）LNG液力透平研制

研究目标：

把握LNG液力透平的关键技术，完成小型样机设计制造及现场实验，开展适用LNG-FPSO的LNG液力透平详细设计，完成中试研究和样机研制。

研究内容：

1）LNG液力透平设计关键技术研究；

2）LNG液力透平样机设计制造；

3）适用LNG-FPSO的LNG液力透平详细设计；

4）LNG液力透平样机研制及现场性能实验；

5）技术标准研究。

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（7）天然气液化系统硫回收装置研制

研究目标：

研究适用于浮式条件下的硫磺回下班艺，研制橇装的硫磺回收装置，具有效率高、平安性高、占地少和轻量化的特点，完成样机研制。

研究内容：

1）硫回收装置关键设备选型研究；

2）硫回下班艺的工艺包设计；

3）硫回收装置服役靠得住性技术研究；

4）硫回收装置的橇块化技术研究；

5）硫回收装置样机研制及验证；

6）LNG-FPSO硫磺回收装置的技术标准研究。

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（8）LNG蒸发汽再液扮装置研制

研究目标：

依照LNG蒸发汽（BOG）和浮式平台的特点设计出适合浮式平台上的BOG再液化工艺，完成BOG再液扮装置的橇块化设计，达到能够制造的深度，完成小型样机研制。

研究内容：

1）核心设备选型研究和浮式条件下的适应性研究；

2）橇块化设计方案研究；

3）再液扮装置的橇块化设计；

4）再液扮装置样机研制；

5）相关技术标准研究。

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（9）货物外输/转驳装置研制

研究目标：

研究开发适用于LNG-FSRU、LNG-FPSO与穿梭LNG船之间的货物外输/转驳装置，能够实现低温液体和气体的输送，具有较高的靠得住性。

货物外输/转驳装置在知足旁靠相关海况的相对运动和串联情形下，转运能力达到万立方米/小时。

研究内容：

1）两船并靠水动力分析与实验验证；

2）旁靠转驳与串联转驳的比较论证；

3）刚性装卸臂与低温软管输送比较论证；

4）旁靠输送装置样机研制；

5）旁靠转运的模拟海况实验和液体实验；

6）串联输送技术预研。

功效形式：

两船旁靠水动力分析和水池模型实验报告；旁靠转驳与串联转驳设计图纸和计算书；旁靠输送装置样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（10）LNG潜液泵研制

研究目标：

把握水力技术、结构优化设计、密封技术等LNG潜液泵关键设计制造技术，开展适用LNG-FPSO的LNG潜液泵详细设计，完成中试研究和小型样机研制。

研究内容：

1）水力计算与选型

2）泵体结构优化设计

3）密封设计

4）适用LNG-FPSO的LNG潜液泵详细设计

5）LNG潜液泵小型样机研制及实验研究

6）技术标准研究

功效形式：

相关设计图纸、计算书、研究报告；小型样机及实验验证报告，并通过船级社认可。

（二）自升式平台品牌工程

1.工程总目标

把握自升式平台技术进展趋势，对准自升式钻井平台和自升式作业支持平台两类主流产品，对标世界品牌产品，结合国内批量建造平台的工程实践体会，开发市场定位清楚、具有现今国际先进水平的3型自升式钻井平台和1型自升式作业支持平台，全面提升平台适应性、作业效率、经济性、平安性、环保性等，把握自主设计建造核心技术，实现承接工程定单，带动关键系统和设备应用，增强我国在自升式平台领域的国际竞争力。

2.重点研究方向

（1）自升式钻井平台

研究目标：

别离对标自升式钻井平台国际主流品牌，开发高规格大水深3型系列自升式钻井平台，平台要紧技术性能指标达到或超过同类国际品牌产品，最大钻井深度35000-40000英尺，作业工况下最大甲板可变载荷提高5%-10%，钻井系统大钩载荷提高25%左右，悬臂梁纵向最大外伸距离75-80英尺，经济性达到国际先进水平，平台居住房间达到欧洲北海高舒适性标准，关键系统和设备自主化配套率达到80%以上，完成大体设计并通过船级社认证，承接工程定单。

自升式钻井平台I：

最大作业水深

350英尺

适用海洋环境

温和海域+欧洲北海

最大波浪高/周期

11s

气隙

环境温度

-20～45摄氏度

最大钻井深度

35000英尺

悬臂梁最大外伸距离

纵向：

75英尺；横向：

+/-15英尺

定员

120人

最大甲板可变载荷（风暴自存工况）

3200吨

最大甲板可变载荷（作业工况）

4600吨

钻井系统大钩载荷

1000短吨

升降系统（齿轮数量）

3×18个齿轮，具备预压载状态升船能力

钻井作业效率

自动排管/Off-line

研究内容：

1）自升式钻井平台作业环境和适应性研究；

2）平台整体性能优化研究；

3）平台主体结构轻量化设计和桩腿结构优化设计；

4）平台悬臂梁及钻台优化设计研究；

5）平台关键系统集成优化及国产化应用技术研究；

6）平台环保性和舒适性设计技术研究；

7）平台高效建造技术研究；

8）平台重量操纵技术研究；

9）桩腿国产化技术研究。

功效形式：

1）自主品牌自升式平台大体设计图纸、船级社审核报告等；

2）相关研究报告、实验报告、计算分析报告等；

3）相关专利、论文、标准和指导性文件。

自升式钻井平台II：

最大作业水深

400英尺

适用海洋环境

温和海域+欧洲北海

最大波浪高/周期

气隙

环境温度

-20～45摄氏度

最大钻井深度

40000英尺

悬臂梁最大外伸距离

纵向：

75英尺，横向：

+/-15英尺

定员

140人

最大甲板可变载荷（风暴自存工况）

3145吨

最大甲板可变载荷（作业工况）

6850吨

钻井系统大钩载荷

1250短吨

升降系统（齿轮数量）

3×18个齿轮，具备预压载状态升船能力

钻井作业效率

自动排管/Off-line

研究内容：

1）自升式钻井平台作业环境和适应性研究；

2）平台整体性能优化研究；

3）平台主体结构轻量化设计和桩腿结构优化设计；

4）平台悬臂梁及钻台优化设计研究；

5）平台关键系统集成优化及国产化应用技术研究；

6）平台环保性和舒适性设计技术研究；

7）平台高效建造技术研究；

8）平台重量操纵技术研究；

9）桩腿国产化技术研究。

功效形式：

1）自主品牌自升式平台大体设计图纸、船级社审核报告等；

2）相关研究报告、实验报告、计算分析报告等；

3）相关专利、论文、标准和指导性文件。

自升式钻井平台III

最大作业水深

500英尺

适用海洋环境

温和海域+欧洲北海

最大波浪高/周期

14s

气隙

环境温度

-20～45摄氏度

最大钻井深度

40000英尺

悬臂梁最大外伸距离

纵向：

80英尺，横向：

+/-20英尺

定员

150人

最大甲板可变载荷（风暴自存工况）

3400吨

最大甲板可变载荷（作业工况）

8350吨

钻井系统大钩载荷

1250短吨

升降系统（齿轮数量）

3×18个齿轮，具备预压载状态升船能力

钻井作业效率

自动排管/Off-line

研究内容：

1）自升式钻井平台作业环境和适应性研究；

2）平台整体性能优化研究；

3）平台主体结构轻量化设计和桩腿结构优化设计；

4）平台悬臂梁及钻台优化设计研究；

5）平台关键系统集成优化及国产化应用技术研究；

6）平台环保性和舒适性设计技术研究；

7）平台高效建造技术研究；

8）平台重量操纵技术研究；

9）桩腿国产化技术研究。

功效形式：

1）自主品牌自升式平台大体设计图纸、船级社审核报告等；

2）相关研究报告、实验报告、计算分析报告等；

3）相关专利、论文、标准和指导性文件。

（2）自升式作业支持平台

研究目标:

对准多功能自升式作业支持平台国内外市场需求和技术进展趋势，采纳“平台通用化、功能模块化、接口标准化”的设计理念，开发市场定位清楚、具有今世国际先进水平的自升式作业支持平台，具有助航定位、快速提升、起重作业等功能，最大作业水深为350英尺，平台最大持续起落速度为72米/小时，轻量化起重机起重能力不小于200吨，甲板面积不小于1600平方米，甲板载荷不小于2500吨，关键系统和设备配套率90%以上，实现工程示范应用。

研究内容：

1）多功能作业支持平台通用化及模块化技术研究；

2）自升式支持平台环境和地质条件适应性技术研究；

3）平台起落等核心系统模块化标准化系列化设计技术研究；

4）平台关键系统集成优化及国产化应用技术研究；

5）关键系统调实验证技术研究。

功效形式：

1）自升式作业支持平台大体设计图纸、船级社审核报告等；

2）相关研究报告、实验报告、计算分析报告等；

3）自升式作业支持平台及关键系统和设备工程示范应用；

4）相关专利、论文、标准和指导性文件。

（三）水下油气生产系统（一期工程）

1.工程总目标

以我深海油气田开发为工程背景，系统开展水下生产系统、操纵系统、安防系统、铺管系统等的整体设计技术研究，和水下采油树、混输增压泵、脐带缆、水下阀门、水下作业工具等关键设备的研制，初步形成水下油气生产系统的标准体系。

把握3000米水深水下生产系统及关键设备设计、制造、测试与安装技术；实现1500米水深水下生产系统及关键设备产业化。

工程分两期实施，一期目标是：

具有500米水深水下油气生产系统及关键设备的工程设计、制造、测试与安装能力，初步实现产业化。

二期目标：

具有1500米水深水下油气生产系统及关键设备的工程设计、制造、测试与安装能力，初步实现产业化；把握3000米水深水下油气生产系统关键技术。

2.重点研究方向

2021年前，重点围绕一期目标，开展水下油气生产系统核心技术与设备、水下专用作业设备的研制。

重点研究方向如下：

（1）水下操纵系统与关键设备研发

研究目标：

把握500米水下操纵系统设计、制造、测试与安装技术能力，完成水下操纵产品的功能分析、设计要求及整体系统集成技术研究，把握水下操纵模块、水下分派单元的设计、制造、安装技术。

研究内容：

1）功能分析和设计要求；

2）系统整体设计、测试和整体系统集成技术研究；

3）水下操纵模块（SCM）设计、制造、测试和安装技术研究；

4）水下分派单元（SDU）设计、制造、测试和安装技术研究。

功效形式：

1）水下操纵系统方案设计与研究报告；

2）水下操纵产品的功能分析、设计要求及整体系统集成技术研究报告；

3）水下操纵模块产品设计、制造、测试与安装的设计文件、研究报告；

4）500米可回收式水下操纵模块原理样机及全套设计文件

5）500米可回收式水下分派单元原理样机及全套设计文件。

（2）水下安防系统工程化研制

研究目标：

把握500米水下安防系统产品设计、制造、测试与安装技术，完成500米水下安防系统的工程样机研制及工程化应用。

研究内容：

1）水下安防系统设计、制造、测试、安装技术研究；

2）水下安防系统工程样机研制；

3）水下安防系统设计、制造与测试标准研究。

功效形式：

1）水下安防系统设计、制造与测试的设计与研究报告；

2）以水下设施为中心的500米水下安防系统工程样机；

3）相关标准研究报告，设计、制造及验收指南，陆上测试报告，压力舱测试报告，海试实验报告。

（3）水下混输增压泵研制

研究目标:

把握适用于1500米深海环境水下混输增压泵的设计、制造、测试与安装等关键技术，开展相关技术研究和设备研制。

研究内容:

1）混输增压泵整体方案研究；

2）混输增压泵紧缩单元关键技术研究；

3）配套大功率水下电机及动力传输系统研究；

4）均化器结构方案研究；

5）密封技术研究；

6）防腐处置方法研究；

7）冷却及润滑方案研究；

8）水下操纵系统设计技术研究；

9）混输增压泵测试、安装技术研究。

功效形式:

1）各类相关技术研究报告，设计指导性文件；

2）水下混输增压泵系统及关键部件设计图纸、计算书、测试报告等；

3）水下混输增压泵样机一套；

4）陆上工厂混输运行实验报告，压力舱实验报告，水池实验报告，相关标准研究报告及设计指南。

（4）水下两相湿气流量装置研制

研究目标：

把握500米水下两相湿气流量装置产品设计、制造、测试与安装技术，完成500米水下两相湿气流量装置工程样机的研制。

研究内容：

1）水下两相湿气流量装置设计、制造、测试、安装技术研究；

2）工程样机研制；

3）水下两相湿气流量装置设计、制造与测试标准研究。

功效形式：

1）水下两相湿气流量装置产品设计、制造与测试的文件与研究报告；

2）500米水下两相湿气流量装置工程样机；

3）陆上混输实验报告、压力舱实验、水下模拟海试；

4）相关标准研究报告及设计、制造指南。

（５）水下阀门工程化研制

研究目标：

把握500米水深水下阀门及执行机构的设计、制造与测试技术，具有500米水深水下阀门高压舱测试能力，完成500米水深水下阀门工程样机研制及海试。

研究内容：

1）典型水下阀门（闸阀、球阀）设计、制造与测试技术研究；

2）水下阀门执行机构的设计、制造与测试技术研究；

3）水下阀门高压舱测试技术研究。

功效形式：

1）水下闸阀及执行机构样机及相关支持文件；

2）水下球阀及执行机构样机及相关支持文件；

3）5000磅/平方英寸的6英寸水下闸阀工程样机、2500磅的12英寸水下球阀工程样机各一台；

4）水下阀门压力舱测试报告、水下阀门海试测试报告；

5）相关标准研究报告及设计、制造指南。

（６）水下工程平安作业仿真测试装备研制及关键技术研究

研究目标：

面向海洋工程大型装备平安作业需求，通过开展海洋工程大型装备作业仿真测试系统技术研究、海洋水动力环境模型及海洋工程大型装备动力学与运动模型研究、海洋工程水下作业风险分析评估与操纵技术研究，研制海洋工程水下作业仿真测试系统，以安装、铺管作业为核心，兼顾水下维修等作业，构建一套500米水深水下工程平安作业的方案预演与评估平台。

研究内容：

1）水下工程平安作业仿真测试装备整体技术研究；

2）海洋水动力环境模型与海洋工程大型装备建模与仿真研究；

3）水下工程平安作业风险分析评估与操纵技术研究；

4）水下系统生产运营仿真测试装备研制；

5）水下工程平安作业仿真测试装备研制；

6）工程应用示范。

功效形式：

1）水下工程平安作业仿真测试装备、海洋水动力环境模型与海洋工程大型装备仿真软件系统、水下工程平安作业风险分析评估方式及风险预测分析系统软件、水下生产运营仿真测试系统软件各一套;

2）典型海洋工程水下平安作业仿真系统评估工程示范；

3）软件高作权与专利。

（7）水下多路液压快速接头及单路液压接头研制

研究目标：

把握适合500米水深水下采油树操纵系统所需多路液压快速接头及液压接头的设计制造关键技术，包括多路液压快速接头及液压接头设计、强度计算、密封、防腐、水下安装、高压测试等，完成多路液压快速接头详细设计和样机研制，多路液压快速接头在额度工作压力下可实现ROV插拔连接，具有工程化应用条件，与国际同类产品技术水平相当。

研究内容：

1）水下液压接头结构设计、材料开发、密封及测试技术研究；

2）多路液压快速接头结构设计与测试技术研究；

3）多路液压快速接头安装技术研究。

功效形式：

1）相关设计图纸、计算书与研究报告；

2）多路液压快速接头1:

1工程样机及水下液压接头1:

1工程样机；

3）压力舱实验验证报告、海试测试报告。

（8）水下湿式电气通用接头及水下电缆小型连接器研制（Ⅰ期）

研究目标：

把握适合500米水深，水下生产系统中操纵系统所需的水下湿式电接头的设计制造关键技术，和500米水深不同型号的水下电缆小型连接器设计制造关键技术。

研究内容:

1）水下湿式电接头研究，包括：

水下湿式电接头的整体方案设计技术，和密封、压力补偿、水下带电插拔、靠得住性和疲劳性等多项关键技术；水下湿式电接头的关键零部件制造和产品测试技术；水下湿式电接头产品系列化设计技术，完成多种类多规格工程样机研制；

2）水下电缆小型连接器研究，包括：

水下电缆小型连接器设计技术、靠得住性技术；水下电缆小型连接器样机研制；水下电缆小型连接器电路性能、耐高压和密封性测试技术。

功效形式:

1）水下湿式电接头及水下电缆小型连接器相关设计图纸、计算书、研究报告；

2）三种类型共9个规格的水下湿式电接头1:

1尺寸工程样机、水下电缆小型连接器（干式）1:

1尺寸工程样机；

3）制造、测试文件与及验证实验（包括外压测试）报告、专利、论文。

（9）水下通用仪控部件研制（Ⅰ期）

研究目标:

把握500米水深水下温压变送器设计、制造、测试及安装技术，深海电液操纵阀研制设计、制造、测试及安装技术，和水下仪表阀及其配套工具研制设计、制造、测试及安装技术。

研究内容:

1）深海温压变送器研制；

2）深海电液操纵阀研制；

3）水下仪表阀及其配套工具研制。

功效形式:

1）温压变送器工程样机及相关设计文件、报告；

2）一台10000磅/平方英寸的1英寸水下仪表闸阀及其配套工具工程样机及相关设计文件、报告；

3）三个规格的水下电液操纵阀1:

1尺寸工程样机及相关设计文件、报告；专利、论文。

（10）水下操纵系统对接盘、锁紧机构研制

研究目标：

针对500米水深水下操纵系统的需求，冲破深水环境下深水操纵系统对接盘、锁紧机构的设计、制造、测试关键技术，完成500米深水操纵系统对接盘、锁紧机构工程样机的研制。

研究内容：

1）研究水下操纵模块上、下对接盘多路高低压接头（12路）、电气接头（2路）水下同步对接和摆脱方式；

2）研究方便ROV水下操作的对接盘锁机构，完成水下操纵模块上、下对接盘、锁紧机构设计及制造。

功效形式：

1）对接盘、锁紧机构相关设计图纸、计算书与研究报告