轻型水下生产系统结构保护强度设计

来源：海洋技术学报杂志2026年第01期北京时间：

作者：付殿福,李睿,王晓蕾,高志浩

单位：单位付殿福1，李 睿2，王晓蕾1，高志浩2（1. 中海石油（中国）有限公司北京研究中心,北京 100028；2.中国石油大学（北京）,北京 102249）

摘要：近年来，海上油气开采技术取得了显著进展，水下生产系统成为深海油气资源开发的关键。然而，随着海洋油气资源开发活动加剧，水下生产系统面临船舶冲击破坏的风险日益增加。因此，科学设计水下生产系统的防护结构，对于有效防范船舶冲击所引发的经济损失和海洋环境污染，具有重要的工程价值与现实意义。本文采用数值模拟方法研究落物、落锚、拖网板对三种不同结构复合材料防护装置的冲击响应，并从铺层厚度与倾斜角度两方面对复合材料保护装置性能进行优化，探究了两种参数对复合材料层合板力学性能的影响规律，优选了最合理的参数设计。研究表明：随着物体冲击速度的增加，受冲击表面达到最大凹陷深度的时间逐渐变短，同时达到的最大凹陷深度也越大；随着防护装置厚度的增加，三种防护装置达到最大撞击响应的时刻逐步提前，凹陷深度逐步减小；不同防护装置的防护效果与侧边倾斜角度相关，可通过改变侧边倾角来提升防护效果。研究结果可为轻型水下生产防护系统设计提供有益参考。

关键词：水下生产防护系统；复合材料；冲击响应；结构优化

基金资助：国家能源开放基金资助项目（CCL2023RCPS0232RON）