铺管船用张紧器张紧系统分析

铺管船用张紧器是海洋铺管船的关键设备,张紧器张紧系统是张紧器保持管线恒张力的保证。介绍了国内外铺管船用张紧器张紧系统现状,并加以分析,指出铺管船用张紧器张紧方式为在浅海采用螺旋夹紧、马达驱动,在深海采用液压缸夹紧、交流伺服电动机驱动。通过仿真,液压夹紧缸在快进、工进、保压、快退阶段均能达到系统要求;交流伺服电动机通过恒转矩的输出,在液压缸夹紧的前提下,对管线进行恒张力控制。分析结果表明,液压夹紧系统和电动机驱动系统满足系统的工作需要,系统稳定可靠。     

S型铺管船张紧器控制系统仿真试验台设计

以2 000kN张力的深水铺管船用张紧器为研究对象,结合其工作环境设计了张紧器的驱动系统和监控系统。研制了张紧器控制系统的半实物仿真试验台,由电机试验台和电控系统试验台2部分组成,模拟波浪作用和电机的恒张力控制。为深入研究张紧器的电控系统奠定了基础,可促进深水铺管船用张紧器的产业化。     

海洋铺管船用张紧器的总体设计

为了提高我国海洋管道铺设能力,特别是深海管道铺设能力,在简要介绍国内外铺管船用张紧器的应用情况之后,对海洋铺管船用张紧器进行了国产化研究。经反复研究和论证,确定了海洋铺管船用张紧器的基本参数、总体结构方案和总体控制系统方案。最后给出了张紧器部分零部件的三维设计图。     

铺管船张紧器主框架结构优化设计

以铺管船张紧器为研究对象,对张紧器的工作原理进行了分析,建立了张紧器主框架结构优化分析的模型。使用有限元软件ANSYS结构优化模块对某铺管船张紧器主框架进行了结构优化,张紧器主框架钢材用量从原设计的1.483 m~3下降到了0.489 m~3,节省67%,极大地减轻了张紧器的质量;同时,优化后的安全系数仍达3.29,能够满足海上铺管作业的要求。本研究中所使用的优化思路和优化方法可以作为海上工程设备设计的基础,对平衡海上施工的经济性与安全性具有指导意义。     

海洋铺管船用张紧器的履带板设计与分析

针对我国海洋深水铺管船用张紧器相关技术研究和产品开发还处于空白状态的现实情况,经过对国外技术详细调研和总结,完成了张紧器的三维模型设计。张紧器的主要压紧机构是由履带板组成的履带系统,履带板的结构决定着张紧器的主要性能。利用Pro/E软件建立了履带板的力学模型,并在此基础上进行结构设计,最后应用ANSYS软件对设计的结构进行有限元分析。分析结果表明,所设计的履带板结构合理,此方法对今后设计其他规格张紧器的履带板具有借鉴意义。     

深水J-lay铺管关键设计参数研究

为便于深水J-lay铺管的设计和优化,研究了关键设计参数。通过软件计算不同管道入水角、船位偏差和海况环境条件下的管道受力和疲劳损伤,对比管道的响应变化,确定影响范围和各设计参数影响管道响应的特点。建议在进行安装设计时重点关注张紧器和触地点位置的受力和疲劳损伤校核,可以考虑增大管道入水角、避免纵向船位偏移,采用保守的海况数据,以此缓解管道受力和疲劳损伤,提高铺管作业的安全性。     

张力腿平台立管张紧力优化北大核心CSCD

研究了张力腿平台槽口间距对尾流效应影响范围的影响,提出了优化方案及具体优化方法,建立了张紧力优化流程,对比优化前后立管间距变化,证明优化方案可行性。研究表明,在张紧力优化算法适用范围内,立管轴线方向变形相等优化方案计算立管变形增量较为简单,优化效果较好,立管间距明显增加,可有效防止立管碰撞。提出的张紧力优化方案和方法,防止立管因碰撞而破坏,平台承受较小变载荷,保证张力腿平台及立管作业安全,为工程实际张力腿平台立管张紧力优化提供依据。     

海洋铺管船用张紧器内悬架的设计与分析

海洋铺管船用张紧器内悬架装置是张紧器设备研发中的关键部件。对内悬架装置中的关键机构和部件进行了计算和校核,并对内悬架中主框架进行了有限元分析,设计出了通用性较好的内悬架装置,使之能更好地满足实际需要。     

深水海底管道铺管设备技术现状与国产化设想

深水海底管道铺设技术是我国进行深海油气资源开发的关键技术。综述了国外深海海底管道铺设技术,着重介绍了深水铺管船及铺管主要设备(张紧器、A&R绞车、管道输送系统等)的技术现状,并在分析各主要设备技术特点和国内技术条件的基础上,提出了通过引进、消化、技术集成、技术创新的方式进行深水铺管关键设备国产化的设想。     

200K钢丝绳式隔水管张紧器动载试验研究

为了解决海洋钻井隔水管张紧器试验难的问题,同时也为了有效验证国产隔水管张紧器的可靠性,开展了隔水管张紧器试验的研究工作。重点分析了隔水管张紧器钢丝绳的速度和张力,确定了试验方案,并借用现有的陆地钻井设备设计了一套试验装置,模拟了升沉运动,实现了隔水管张紧器的动载试验。动载试验结果表明:试验占用空间小,成本低,效果理想,完全满足200K钢丝绳式隔水管张紧器的试验要求。建立的隔水管张紧器试验方法为打破国外技术垄断、实现高端石油钻采设备的国产化奠定了基础。     

柔性管道甩弯铺设分析

甩弯铺设是海上柔性管道安装的重要一环,分析影响柔性管道甩弯铺设的主要参数和设计作业船舶的移船方案是甩弯铺设的关键。基于DNV GL-RP-F109规范和悬链线方程,得出水平控制距离是柔性管道甩弯铺设的主要影响参数。结合工程实例,利用数值分析方法模拟柔性管道在不同水平控制距离取值工况下的甩弯铺设过程,并设计移船方案。研究结果表明,水平控制距离的取值上下限分别取决于柔性管道触泥点水平张力和管道安装最小弯曲半径,甩弯铺设时作业船舶的运动轨迹取决于柔性管道甩弯路由半径和水平控制距离的大小。本文的研究方法和结果可为柔性管道甩弯铺设作业设计提供参考。     

Reel-lay铺设对机械式双金属复合管性能的影响

为了探究机械式双金属复合管进行Reel-lay海底管道铺设的可行性,模拟Reel-lay铺管过程,采用全尺寸静态弯曲试验机对Φ219.1 mm×（14.3+3.2） mm L450Q+316L机械式双金属复合管进行了循环弯曲试验。通过复合管弯曲应力应变测试,证明本试验装置完全可以模拟复合管Reel-lay铺设过程的弯曲变形。同时,对复合管弯曲前后的金相组织、拉伸性能、硬度和冲击性能进行检测,结果表明Reel-lay铺设过程中弯曲变形对该管材的理化性能影响较小,采用Reel-lay铺设方式是可行的。     

用于深水海管铺设的储缆绞车设计研究

储缆绞车与双滚筒摩擦绞车一起构成大型收放绞车,用于深水或超深水铺管船上的收弃管作业。储缆绞车主要起容绳作用,由电机、减速器、齿轮传动装置、储缆滚筒、链传动装置、排缆器、机架等组成。根据设计要求,选择了电动机和减速器,设计了齿轮传动和链传动,并对储缆滚筒和排缆器进行了结构设计和相应的强度计算。设计的储缆绞车可作为3 000 m水深铺管船的铺管设备,可储直径φ116 mm的钢缆3 500 m以上。     

管材拉伸模具定径区摩擦力的探讨

管材拉伸时把模具定径区看作准塑区,利用塑性条件,研究定径区摩擦力对拉伸力的影响,并对计算公式进行探讨。证明管材空拉（减径不减壁）时摩擦力影响可忽略不计,但减径、减壁拉伸同时进行时,定径区摩擦力对拉伸力的影响就必须考虑。     

动力钳夹紧管接头时的静摩擦因数计算分析

对动力钳夹紧机构工作时的夹紧力进行了分析,指出牙板与管接头之间的最大静摩擦因数是在牙板咬合管接头的瞬间产生的,并提出了影响静摩擦因数的因素,为动力钳夹紧机构的设计提供理论依据。     

焊缝对管道内涂层减阻效果影响的研究

通过对减阻涂层管、普通涂层管及无涂层工业管内焊缝的局部阻力进行试验研究,结果表明：因焊缝产生的压降与其沿程压降相比,其数值是很小的,从经济、实用角度而言,管道内壁涂层的确是一个有效的方法。     

纺织胶辊抗静电性能的改性研究

将相容性极好的丁腈橡胶(NBR-26)和聚氯乙烯(PVC_(SG-3))在纺织胶辊中并用,同时加入高结构炭黑作为导电填料。通过对比试验和性能测试,确定了胶辊料的最佳配方。用该配方生产的胶辊的抗静电性优异、持久,物理机械性能特别是抗臭氧龟裂性提高,成本下降。实际投产后将获得很好的经济效益和社会效益。     

钻杆摩擦焊接头的断裂失效与防断裂控制

论述了钻杆摩擦焊接头服役过程中容易发生的主要断裂失效事故的根源，摩擦焊接制造工艺系统中有关主要环节的防断裂控制，以及焊接接头断裂力学特性的评定，此外还对进一步开展钻杆摩擦焊接产砂安全可靠性研究提出了一些建议。