CYGNUS 被动波浪补偿器垂直串联安装于缆绳上,进行水下回收作业
水下回收

海床先是牢牢吸住,随后骤然松脱——接下来发生什么,由补偿器决定。

水下回收

从海床回收设备,面临一系列有别于下放作业的独特挑战。起吊离底阶段的吸力、贯穿水柱的快速变化载荷,以及穿越浪溅区时的冲击张力载荷(snap load)风险,都需要周密规划并配备适当的波浪补偿。

回收作业特有的挑战

水下回收常被视为水下吊装的简单逆过程,但多项因素使其面临独特挑战:

  • 吸力脱附——在海床上放置已久的设备,其泥垫与土壤之间会形成吸力。破除这种吸力所需的拉力,远大于设备的水下重量,且释放过程往往突如其来、难以预测。
  • 未知重量——海洋生物附着、积水、沉积物堆积或部件缺失,都可能使实际重量偏离最初安装时的数值。
  • 结构不确定性——经过多年水下服役,设备状况可能已经劣化。吊点与结构构件可能因腐蚀或疲劳而强度下降。
  • 脱附时的冲击张力载荷——吸力突然释放时,起重机钢丝绳上的载荷会急剧下降。若此时船舶正向上升沉,载荷可能迅速向上加速,随后的减速将产生危险的动态作用力。
吸力脱附拉力 >> 水下重量——且释放过程突然
未知重量海洋生物附着、积水、沉积物、部件缺失
结构劣化构件与吊点存在腐蚀和疲劳
释放冲击船舶升沉导致载荷骤降——随后急剧再张紧

波浪补偿如何助力回收作业

波浪补偿器是管理回收作业中动态载荷的关键设备,其作用会随作业阶段而变化:

  • 为脱附张紧——起吊离底前,补偿器保持稳定的向上拉力,同时绞车逐步增加张力,防止船舶升沉导致吊点循环过载。
  • 脱附吸收——吸力释放时,补偿器吸收突发的载荷变化,防止冲击张力载荷并控制初始上升速度。
  • 水柱穿越——上升过程中,补偿器提供正常的波浪补偿,阻尼可按需调整。
  • 浪溅区出水——向上穿越浪溅区时,载荷会受到冲击,并因浮力损失而重量快速增加,补偿器负责吸收这些动态载荷。
阶段载荷变化补偿器的作用
张紧绞车逐步增加拉力,直至脱附保持稳定张力——避免升沉引起的吊点循环过载
脱附吸力突然释放吸收载荷骤降,控制初始上升速度
水柱水下重量、波浪引起的运动正常补偿;按需调整阻尼
浪溅区出水冲击加上浮力消失导致的重量上升吸收出水过程中的动态载荷

回收作业的自适应波浪补偿

回收作业能够从自适应被动式波浪补偿中显著受益,因为整个作业过程中有效载荷会持续变化:脱附阶段,载荷中包含吸力;释放后,载荷降至水下重量;穿越浪溅区时,载荷又增至空中重量。

针对其中某一工况调校的基础型被动补偿器,往往难以适配其余工况。Norwegian Dynamics ANTARES 能够自动调节其气弹簧特性以跟踪这些载荷变化,在整个回收过程中始终保持较高的补偿效率。

对于要求最苛刻的回收作业——尤其是脱附力高度不确定的场合——主动波浪补偿器可提供最大的灵活性,其实时控制能够对任何载荷变化做出即时响应。关于如何选择合适的系统,请参阅波浪补偿器选型指南

CONSTELLATION 模拟 · 回收案例

借助被动波浪补偿器完成锚具回收

CYGNUS 被动波浪补偿器从 120 m 水深回收一个 Ø6 m 吸力沉箱。同一装备、同一海况,有无补偿器两相对比——每一帧画面均渲染自真实的 CONSTELLATION 模拟,画面上的数字均为模拟系统给出的实际结果。

工况:Ø6 m × 10 m 吸力沉箱,位于硬黏土 · 120 m 水深 · CYGNUS 700 t / 5 m 被动波浪补偿器 · 650 t 起重机,三倍率 90 mm 起升钢丝绳 · Hs 2.5 m / Tp 8.0 s · 峰值缆绳载荷 566 t,为起重机安全工作载荷(SWL)的 87% · 载荷平稳度约为无补偿基准的 3.7× · 单次设计海况模拟结果。

水下回收——常见问题

为什么回收作业比安装作业更困难?
吸力脱附需要额外拉力,且释放不可预测;设备经过多年水下服役后重量存在不确定性;结构可能已经劣化;突然的释放还容易引发冲击张力载荷。回收本质上是安装的逆过程——但充满更多未知因素。
什么是吸力脱附?
设备停留在海床期间,泥垫与土壤之间逐渐积累的吸力。破除这种吸力所需的拉力远高于水下重量——一旦释放,便瞬间发生。
补偿器如何应对?
绞车增加拉力期间保持稳定张力(避免循环过载),随后在释放时吸收突然的载荷下降并控制上升过程——钢丝绳始终保持张紧,不会产生冲击载荷。
为什么这里需要自适应补偿?
有效载荷会依次经历三种状态——吸力+重量、水下重量、空中重量——针对其中一种状态调校的设备难以适配其余状态。ANTARES 可自动重新调节;对于大吨位回收作业,其承载范围则属于 CYGNUS 的能力区间。
实际经过补偿的回收作业是什么样子?
本页视频呈现的正是这一场景:CYGNUS 700 t 从 120 m 水深、Hs 2.5 m 海况下回收一个 Ø6 m 吸力沉箱——峰值缆绳载荷 566 t(起重机 SWL 的 87%),载荷平稳度约为无补偿钢丝绳的 ≈3.7×,每一帧画面均来自真实的 CONSTELLATION 模拟。

正在处理需要这类方案的吊装工况?

回收作业需要被动波浪补偿(PHC)来应对卡阻工况。发送您的工况,我们将为您推荐合适的设备。