基于关键水平的水下采油树预防性维修决策方法

为解决电液复合水下采油树在运行过程中工作环境恶劣且复杂、系统要求可靠性高、维修难度大且费用高的问题,建立基于伽马退化过程的水下采油树组件可靠度退化模型和考虑维修花费、停产损失在内的维修成本模型,建立水下采油树系统预防性维修优化目标体系,基于多目标粒子群优化算法对维修策略进行优化。建立的模型可有效描述水下采油树系统的工作特性,最优解能够满足在低维修成本的前提下系统高可靠性的工作要求。     

水下开采矿山突水渗透系数与改进伯格斯模型

突水是矿山深部开采面临的主要挑战之一,对于水下开采矿山,分析研究影响矿山突水的关键因素是防治突水事故发生的重要环节。在分析矿山工程地质条件对矿山突水的影响的基础上,进一步分析上覆岩层的渗透性能及断层破碎带对渗透性能的影响,通过构建改进伯格斯本构模型,分析研究岩石的蠕变断裂特点,为采取相关措施避免矿山突水事故发生提供理论支撑。在对含有断层和裂隙的围岩的力学性能和破坏过程的分析中,得到矿山突水事故发生评价的重要影响参数,为下一步矿山突水事故的预防和相关措施的实施提供了理论参考和工作指导。     

一种适合开发水下矿产资源的船用选矿机组

随着陆地矿产资源的日趋枯竭,开发陆地水下及海洋矿产资源是未来的发展方向,因此需要研发一种适合开发水下矿产资源的船用选矿机组。集成式重介质选矿机组(IDMS)因占地面积小、处理量大、富集比高、抛尾比例大、操作简单、能耗低、环保等特点在国外已应用于海洋矿产资源的选矿,该技术若与我国现有的大规模采砂船、填海船相结合即可组成适合水下矿产资源开发的船用选矿机组。因此在介绍国内外陆地水下及海洋矿产资源开发现状、集成式重介质选矿机组选矿原理及特点的基础上,分析了采选船的发展方向,以期为我国陆地水下及海洋矿产资源的开发提供高效环保的选矿设备。     

装药壳体厚度对水激波管内压力波形的影响研究

为提高水下爆炸时水激波管对压力校准的精度,在原有的设计基础上,针对压力源起爆装置,探讨了装药壳体厚度对水激波管内爆炸产生的冲击波压力的影响;利用AUTODYN-2D软件,对壳体厚度分别为0.5、1.5、2.5、3.5和5.0mm下的小当量TNT装药起爆进行数值模拟,获得了不同壳体厚度下水激波管内多个距离处的压力时程曲线;将点火头起爆装置改为雷管起爆装置进行试验,对数值模拟进行验证。结果表明,壳体越厚,其对冲击波在水激波管内的约束作用越明显;相同的传播距离下,壳体越厚,冲击波压力峰值越小,脉宽越大;在端盖处,当填装比为2(壳厚为5mm)时,其压力峰值可达等条件下裸药的0.42倍;试验结果证明了模拟结果的准确性以及设计的起爆装置的可行性。     

一种液压摩擦焊机电液系统研究与试验

针对海上石油平台、海底输送管线维修的需要,提供了一种液压摩擦焊机液压和电器系统设计思路,通过参数计算、电液控制系统设计,研发了一种液压摩擦焊机,通过对DH38钢摩擦叠焊单元成型工艺试验,发现焊接接头拉伸强度达到了母材强度的76%以上,验证了液压摩擦焊机的可靠性能,通过该研究的应用,可对海上石油平台、海底输送管线的维修起到积极作用。     

深水水下管汇的结构设计概述

以南海某油气田的深水水下管汇为例,结合管汇的功能需求、结构组成、结构计算等,对深水水下管汇的结构设计进行了概述。     

小型球形水底观测机器人设计分析与实现

面向水底信息获取和环境观测需求,基于球状壳体抵抗水压能力强,转动水阻力小,便于姿态控制特点,提出球形水底观测机器人构型,由螺旋桨推进、姿态调节和复合滚动装置组成欠驱动六自由度水下移动平台,球壳作为密闭舱保护内部电子器件,结合重摆以滚动形式实现水底滚动。通过对机器人流体力学仿真计算出水动力系数并建立水下动力学方程,进一步对机器人的螺旋桨推进、飞轮转向和球壳滚动进行分析,得出球壳优化尺寸以及飞轮匹配惯量和球壳滚动特性。基于球形机器人水下移动平台和地面监控软件的水底观测系统架构,研制出球形水底观测机器人原理样机,结合机器人的构型和运动特点制定出降落、滚动和调姿三段式水底运动观测策略,水池试验表明设计的球形水底观测机器人水中推进速度可达到1.4m/s,水底移动速度可达到0.5m/s,姿态调节速度可达到30°/s,能够实现水底图像采集,辅助岸上科研人员执行水底观测任务。     

水下电弧螺柱焊接关键参数试验

针对水下快速安装、固定等紧固安装作业，在拉弧式螺柱焊接基础上开发了一种水下电弧螺柱焊枪，并基于此开展了水下电弧螺柱焊接工艺试验。通过对焊接电流和焊接时间、提升高度和提升时间及提前送气时间和滞后关气时间等关键参数的试验与分析，焊接质量得到有效提升。试验证明，水下电弧螺柱焊接技术可实现螺柱的水下快速焊接，应用于水下快速固定、安装等海洋工程中。