导管架平台桩腿工作台的自锁固定装置

在导管架海洋平台打桩施工中,要不断地进行桩腿与已经打入的桩腿对接焊接,需要在桩腿周围建造工作台,现行的做法是在桩腿下方水平面内焊接4根钢筋作为支撑点,待2段桩腿焊接工作完成后切割钢筋,移开工作台,施工极为不便。为此,设计了1个沿桩腿上下移动的工作台,工作台下设1个沿桩腿移动的夹紧装置。该装置利用机械自锁原理,不需要电力驱动或液压驱动。对自锁装置进行了结构设计,并利用有限元方法对棘爪进行了强度校核。该自锁固定装置的应用可以明显缩短海上打桩的施工周期,节约施工成本。     

水煤浆气化炉控制阀气源管接头松动的解决方案

水煤浆气化炉在氧气投料点燃瞬间和锁斗卸渣时会产生管线振动,导致管线上安装的控制阀气源管接头松动,严重危及装置的生产安全。在总结设计经验的基础上,分析了水煤浆气化框架产生振动的原因,建议水煤浆气化框架上部分控制阀的气源管线采用金属软管,可避免振动产生的气源管接头松动问题。     

垂直井螺旋弯曲管柱的摩擦和自锁分析

描述垂直井中螺旋弯曲管柱轴力分布和变形行为的力学方程是一组高阶非线性常微分方程组。求得了这组非线性方程在对称性条件下的渐近螺线解;分析了摩擦系数对整个管柱上的轴力分布、“中性点”位置、“自锁点”位置以及“自锁力”等的影响，导出了“中性点”、“自锁点”以及“自锁力”的计算公式;并绘制出对应不同摩擦系数的轴力分布曲线以及“中性点”、“自锁点”随端部轴压变化的曲线。本文研究的结果对于高温、高压深井井下作业管柱的合理设计和作业参数的合理选择等具有较大的实用价值。     

自升式钻井船桩靴建造工艺研究

桩靴是自升式钻井船主要受力结构之一,位于桩腿的下部,桩靴的作用是在钻井船升船状态时,作为支撑在桩腿与海底之间的基础。在升船状态下,整个船体以及桩腿的重量都通过3个桩靴传递到海底,桩靴的使用功能和受力特点决定了桩靴结构强度高,底部投影面积大,形状不规则。本文综合考虑了桩靴的使用功能和受力特点,抓住桩靴建造过程中的关键控制点,结合项目实施经验,对桩靴建造工艺在200英尺(60.96 m)自升式钻井船项目中的运用进行了总结分析。     

旋转环梁楔块式液压升降装置设计

为降低投资风险,海上边际油田开发要求采油平台具备可移动、自安装功能。为此,研发了一种新型的旋转环梁楔块式液压升降装置。该装置由上挟桩器、下挟桩器、锁桩器、升降油缸、回转油缸、固桩筒和桩腿组成,通过升降油缸的伸缩运动实现平台的升降,通过回转油缸的伸缩运动实现与桩腿的锁紧和解锁。该装置具有安全可靠、造价经济、技术国产化、可拆卸重复使用等特点。     

海洋石油944自升式钻井平台大桩靴管路布置方案

由于陆地油气资源有限,海洋储量丰富而且已探明和开采数量只占总储蓄量的极少部分,又有各国加紧争夺海洋资源为背景,包括海洋石油钻井平台在内的各种海洋工程船舶及设备的建造需求日益增长。海洋勘探开发日益向深水推进,自升式钻井平台发展尤为迅速。在目前国际上比较主流和成熟的自升式钻井平台的设计中,海洋平台944为了适应更为疏散的地质条件,首次采用大桩靴方案,同时为优化桩靴冲桩和拔桩效率,改进了冲桩喷嘴的安装、维护及更换方案,优化冲桩管路布置,减少削弱桩靴结构强度、增加操作人员进入桩靴的通道及空间,在节省管路材料减轻重量的同时,又便于操作及维护。     

智能井顶部封隔器的研制

为了增大智能井顶部封隔器的内通径,缩短封隔器的长度以降低管缆穿越的难度,研制开发了一种新型智能井顶部封隔器。该封隔器的自锁机构经过优化,采用锁环均分6瓣径向自锁和波形簧跟进的方式,实现窄小空间自锁机构的设计,并能提供较大的自锁力。优化了解封机构,即使封隔器胶筒下方的压力过高,解封销钉依然不会承受剪切力,只能通过液压来解封。室内试验结果表明:该封隔器在30 MPa压力下,有效坐封距离为72.2 mm,其悬挂力为480 kN,解封压力为16 MPa。最后指出该工具具有非常可靠的密封能力,能够满足深海智能井的开采要求。     

镍钛合金垫片连接结构泄漏率测试及有限元分析

管接头是管路系统中常见的可拆连接形式,为保证连接结构的安全性和可靠性,新型密封材料的开发与应用具有重要意义。搭建了一套管接头连接结构的泄漏率测试装置,以镍钛形状记忆合金垫片为对象,测试连接结构在不同预紧应力和介质压力下的泄漏率。建立了管接头连接结构的有限元模型,分析了镍钛合金垫片应力分布特性。有限元分析及测试结果表明,镍钛合金垫片连接结构具有良好的密封性能,试验测得的泄漏率均小于10-2 cm^3/s,垫片的上、下密封面具有不同的应力分布特性,垫片下表面的有效密封宽度较大。     

铁基形状记忆合金在管道连接中的应用

铁基形状记忆合金管接头连接管道是一项全新的连接技术，为解决中小口径管道的连接问题提供了一种安全可靠的方法，尤其适用于带有内涂层的管道工程、焊缝应力腐蚀严重的管道工程和要求无明火连接的管道工程。文中详细介绍了铁基形状记忆合金管接头的材料性能、主要特点及优越性，论述了铁基形状记忆合金管接头连接管道的基本原理、操作规程、施工特点、工程应用及可靠性评价。总之，铁基形状记忆合金管接头连接管道技术在工程上具有高度适应性，尤其适合于野外恶劣环境条件下施工，具有广阔的工程应用前景，值得大力提倡和进一步推广。     

基于代理模型的自升式海洋平台桩靴结构优化

自升式海洋平台桩靴作为平台的重要组成部分存在结构庞大笨重、应力分布不均等问题,以自升式海洋平台JU2000E桩靴为研究对象,应用Ansys软件建立有限元模型,依据美国船级社（ABS）规范对其在预压载工况和风暴自存工况下进行强度分析与校核,采用桩靴各结构板厚作为优化设计变量,通过最优拉丁超立方抽样选取样本点,结合径向基函数（Radial Basis Function,RBF）神经网络算法建立设计变量和各响应的代理模型,并基于第二代非劣解遗传算法（NSGA-Ⅱ）对桩靴进行多目标优化。对优化后的桩靴进行仿真验证,桩靴重量减轻、应力减小且分布更均匀。