1、深水海洋环境及其对作业的影响,深水项目组 赵 德2013.11.21,一、前言 二、深水的定义及挑战 三、典型的深水海洋环境及其影响海流台风 四、总结,目 录,深水的定义及挑战,深水的定义,据2002年在巴西召开的世界石油大会，油气勘探开发通常按水深加以区别：水深400m以内为常规水深，400m-1500m为深水，超过1500m为超深水。,目前通行深水的定义是以大陆架边缘为界限，因为只要越过大陆架，典型的深水问题就会出现。,中国南海的严格意义深水边界应该定义在300m左右,深水的定义及挑战,典型深水的影响 Influences of Deep Water,深水的定义及挑战,深水的定义及挑战,平
2、台定位能力挑战,深水的定义及挑战,平台定位能力挑战,动力定位平台定位能力受海洋环境挑战更大。,深水的定义及挑战,平台定位能力挑战,上部球接头角度,伸缩节长度,月池防碰撞,下部球接头角度,井口稳定性,南海八号遭遇孤立波案例,平台最大漂移量137m,拖轮与平台擦碰,第一处受损点（内部）,第二处受损点（内部）,第一处受损点（外部）,受损逃生梯,第二处受损点（外部）,隔水管张力绳受损,深水的定义及挑战,隔水管安全性挑战,典型深水海洋环境,海流的分类及影响,海流的分类,南海典型海流环境,LW6-1浪、流极值条件,海流的分类及影响-表层流,海流的分类及影响-表层流,中国海域 表层流分布,在我国台湾的东面，
3、黑潮的流宽达280公里，厚500米，流速1节1.5节；入东海后，流宽减少至150公里，速度却加快到2.5节，厚度也增加到600米。黑潮流得最快的地方是在日本潮岬外海，一般流速可达到4节，最大流速可达6节7节。,海流的分类及影响-表层流,1月,7月,1月北半球季风受陆地高压影响，从陆地吹向海洋。,7月北半球季风受海洋高压影响，从海洋吹向陆地。,海流的分类及影响-表层流,中国海域 表层流分布,海流的分类及影响-表层流,墨西哥湾环流 Loop Current,海流的分类及影响-表层流,环流在佛罗里达出口处宽约6080公里，深度达800米，出口后加宽到150公里，最大流速3-4节。,海流的分类及影响-
4、內波,海流的分类及影响-內波,海流的分类及影响-內波,海洋內波产生机制分析,南海北部海域常年频繁出现内波，其中，荔湾和流花区块就是受孤立内波影响很大的区域。,南海北部孤立内波特征,南中国海及周边海域孤立内波,海流的分类及影响-內波,海流的分类及影响-內波,南海內波产生机制分析,海流的分类及影响-內波,981孤立波 监测记录,孤立波,海流的分类及影响-內波,南海內波产生原因,主要原因 潮汐作用下深层海流通过吕宋海峡，受海峡处海脊、海岭等海底构造扰动，生成內波（内潮），向西传播至南海海域。 该类自东向西方向內波占南海內波总数约83%。,次要原因 南海北部的陆坡和陆架海域受黑潮入侵和季风的影响，流态
5、格局多变，众多的涡旋也可能激发内潮。 该类随机方向內波占南海內波总数约17%。,海流的分类及影响-孤立波,一个奇特的水波约170年前，苏格兰海军工程师罗素 (J.Scott Russell)在一次偶然中观察到一种奇特的水波。1844年，他的报告：“我看到两匹骏马拉着一条船沿运河迅速前进。当船突然停止时，随船一起运动的船头处的水堆并没有停止下来。它激烈地在船头翻动起来，随即突然离开船头，并以巨大的速度向前推进。一个轮廓清晰又光滑的水堆，犹如一个大鼓包，沿着运河一直向前推进在行进过程中其形状与速度没有明显变化。我骑马跟踪注视，发现它保持着起始时约 30 英尺长，1-1.5 英尺高的浪头，约以每小时
6、8-9英里的速度前进后来，在运河的拐弯处消失了”。罗素称之为 孤立波 - Solitary wave。,海流的分类及影响-孤立波,计算发现，两个在空间传播的孤立波具有碰撞特性，说明：(1)孤立波非常的稳定；(2)象一个物质粒子。 人们将具有碰撞特性孤立波称为“孤立子- soliton”，简称“孤子”。孤立子是由非线性场所激发的、能量不弥散的、形态上稳定的准粒子。,海流的分类及影响-孤立波,A,海流的分类及影响-孤立波,扭力矩,孤立波破坏作用：可以扭断隔水管,34,海流的分类及影响-孤立波,海流的分类及影响-孤立波,36,孤立内波监测 海洋二所内波流监测仪器：提前2-8小时预报内波流经过的方向及
7、强度，监测到内波流后，对平台进行预警，提前将平台艏向对准内波流方向，根据流速调节推进器功率； 内波流监测浮标两个，分别位于距平台7海里和14海里；,海流的分类及影响-孤立波,平台配备雷达来探测孤立波踪迹（右图）,海流的分类及影响-孤立波,卫星拍摄孤立波（下图）,根据现场目测波形、来波方向及发生时间规律判断，本次冲击波为孤立波。,海流的分类及影响-孤立波,平台采用了如下措施提高平台孤立內波监测和应对能力：,海流的分类及影响-孤立波,卫星俯拍的台风“顶部”云图,拍摄到的台风边缘云体,0608号超强台风“桑美”的卫星云图,台风成因及影响-成因,台风成因及影响-成因,从热带低压到超强台风，不同发展阶段
8、的热带气旋其云层伸展的高度不同。在用引导气流图分析热带气的移动方向时，所适用的引导气流图的层次也有所不同。,台风成因及影响-成因,有利于热带气旋生成和发展的条件： 首先要有足够广阔的热带洋面，这个洋面不仅要求海水表面温度要高于26.5，而且在60米深的一层海水里，水温都要超过这个数值。； 初始扰动的存在（原始涡旋），在台风形成之前预先要有一个弱的热带涡旋存在。我们知道，任何一部机器的运转，都要消耗能量，这就要有能量来源；,台风成因及影响-成因,有利于热带气旋生成和发展的条件： 一定的地转偏向力的作用，一般在纬度5-20度之间，因为赤道的地转偏向力为零，而向两极逐渐增大，故台风发生地点大约离开赤
9、道5个纬度以上； 风的垂直切变要小，即高层风和低层风的风速、风向的差别要小，在20N以北地区，气候条件发生了变化，主要是高层风很大，不利于高层增暖，台风不易出现。,台风成因及影响-成因,台风成因及影响-运动路径,49,HYSY981作业遭遇的台风,台风成因及影响-运动路径,台风成因及影响-应急航行,以中国南海为例，台风的右半圆是危险半圆，左半圆是可航半圆。 当船舶进入危险半圆是应保持风从右船舷10-45直到离开危险区域； 当船舶位于可航半圆时应以右船舷船尾受风脱离保持受风角为30-40；风浪过猛无法航行时应采取滞航的办法来操纵船舶。,台风成因及影响-应急航行,台风危险水域,圆半径 R 是驾驶员心目中危险水域的最小允许值。R 值的大小取决于台风的强度及台风预报的准确程度。,谢谢！,
