S型柔性立管顶部节流对管内压力特性的影响

在集输-S型柔性立管系统中实验研究了阀门开度对管内压力特性的影响.实验环路由水平段、倾角为-2°的下倾段和S型柔性立管组成.环路内径为50 mm,水平段长114 m,下倾段长16m,柔性立管的垂直高度为15.3m,全长24 m.实验发现,当阀门开度Z小于临界阀门开度Zcrtl时,由于流型发生了转变,随着Z的减小,系统压...     

段塞流诱导柔性立管振动响应实验分析

在气液两相循环实验系统中开展了水动力段塞流诱导的悬链线型柔性立管振动响应测试,利用高速摄像非介入测试方法同步捕捉了柔性立管的振动位移与管内的段塞流动细节,预测了气体表观流速对水动力段塞流诱导柔性立管振动响应的影响规律,分析了振幅响应、模态权重、频谱变化以及管内流动特性.结果 表明,随着气体表观流速的增大,振动幅度逐渐增...     

含复合材料结构的非黏结柔性立管弯曲特性

非黏结柔性立管常用于将海底油气资源输送到平台,有时因设计需要会包含复合材料圆柱壳层结构.以一类8层的非黏结柔性立管为研究对象,分析了含有复合材料圆柱壳层结构的非黏结柔性立管的弯曲特性.提出了一种作用于非黏结柔性立管的轴对称载荷和弯曲载荷联合作用的理论模型,同时建立了计及详细几何特性的非黏结柔性立管数值模型进行了验证.分析了两种典型复合材料及其纤维体积分数对非黏结柔性立管弯曲特性的影响.理论与数值结果吻合较好,计算结果表明：非黏结柔性立管的弯曲特性受复合材料圆柱壳层轴向弹性模量影响较大,轴向弹性模量较大的复合材料会较大地增强完全滑移阶段的非黏结柔性立管的弯曲刚度.非黏结柔性立管的轴向抗拉刚度和完全滑移阶段的弯曲刚度都随着复合材料圆柱壳层的纤维体积分数增大,接近线性增强.     

多级热处理对柔性立管用高强钢组织性能影响

通过对柔性立管用高强钢开展不同的热处理工艺实验并利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和EBSD技术等表征手段研究了多级热处理对柔性立管用高强钢显微组织、力学性能以及抗氢致开裂性能的影响.结果表明:相对调质热处理而言，多级热处理能够显著细化组织，促使析出相细小弥散地分布于组织中并提高了组织中的晶界密度，从而使柔性立管用高强钢的强度升高.多级热处理大大提高了组织中氢陷阱的数量，减小了析出相的尺寸并改善了氢陷阱的分布状态，进而提高了实验钢的溶氢能力，从而在提高实验钢强度的同时明显改善了其抗氢致开裂性能.     

基于能量法的非黏合柔性立管轴对称响应分析

给出一种在轴对称载荷作用下非黏合柔性立管响应的理论分析模型.首先基于能量法推导出柔性立管各层的平衡方程并写成矩阵形式,得到其刚度矩阵;然后将各层刚度矩阵进行组装并考虑边界条件得到总刚度矩阵,进而通过迭代求解出所有变量.该方法可自行判断柔性立管各层之间可能发生的分离并相应调整层间的接触压力,因而可以考虑轴向刚度和扭转刚度之间的耦合以及载荷施加的方向.将理论分析结果与实验测试进行了对比,二者符合良好.讨论了二者之间存在偏差的原因,结果显示柔性立管各层之间的初始间隙对此影响较大.     

非黏结柔性立管骨架层失效数值计算方法

计入骨架层铺设角度、初始椭圆度、材料非线性,对相邻表面分别采用黏结耦合、摩擦系数不为零的库伦摩擦和光滑摩擦3种接触条件,基于ABAQUS研究了一类非黏结柔性立管骨架层在均匀外压和对径压缩力下的失效特性.计算结果表明:骨架层相邻表面间接触条件对失效特性影响较大;铺设角度对骨架层失效特性的影响可忽略不计;计入初始椭圆度和材料非线性后,均匀外压下骨架层临界压溃值大幅降低,对径压缩力下径向位移大幅增大.文中数值方法可弥补理论方法无法计入上述因素对骨架层失效特性影响的缺陷.     

轴压下非黏结柔性立管响应特性的数值计算方法

为避免传统数值方法对非黏结柔性立管骨架层和抗压铠装层简化导致其应力计算不准确的问题,给出了非黏结柔性立管响应特性的一种数值计算方法,计入骨架和抗压铠装层实际截面形状及层间相互作用,既能保持各层几何形状与真实形状高度一致,又具有高效、高精度的特点,能够有效模拟骨架和抗压铠装层受力、失效及层间接触.计算了8层非黏结柔性立管在轴向压缩载荷下的响应特性,结果表明:数值解与理论值吻合较好;承受压缩载荷的主要为拉伸铠装层;非黏结柔性立管抗压刚度远小于抗拉刚度;立管顶端边界条件对轴向压缩性能影响不大.     

深海柔性立管弯曲加强器力学建模及参数敏感性分析

柔性立管系统在深海资源开发中使用越来越广泛。弯曲加强器作为立管系统的重要构件,其设计和研究对立管系统在复杂工况下的正常作业有着十分重要的意义。同时考虑材料的非线性力学行为、几何大变形,以及弯曲加强器与立管之间的接触摩擦,建立典型三段式弯曲加强器-立管系统的三维非线性力学模型,并与工程常用线性简化模型结果进行对比,说明非线性力学建模的必要性。在此基础上,通过非线性计算对典型三段式弯曲加强器的关键结构设计参数进行敏感性分析。结果表明,弯曲加强器的各段长度比例、厚度等结构参数对系统工作性能都有一定影响,在弯曲加强器设计时应给予充分考虑。     

基于PLC控制的刮板输送机监控装置设计

在对现有刮板输送机研究现状分析的基础上,针对国产重型刮板输送机的特点,开发了基于PLC控制的刮板输送机监控装置.该装置分为监控主站和监控分站2部分,监控分站的数据采集和信息处理利用PLC技术实现,传感器和监控分站之间采用快插电缆连接的方式,监控主站利用工业平板电脑运行IFIX组态软件实现,利用PROFIBUS总线技术实现监控分站之间以及监控主站与监控分站之间的数据传输.最后通过搭建适合井下工况的实验平台,证明了刮板输送机监控装置构建方案的正确性.     

摩托车性能测试线的计算机自动监测系统

以工业控制计算机为核心,设计了摩托车性能测试线的自动监测系统.通过检测系统的硬件接口电路设计以及数据采集、检测控制、性能分析和结果判断软件的设计,实现对车辆废气排放量测试、前后轮轮偏和刹车制动测试、车灯亮度和灯偏测试、车速测试和喇叭音量测试各子系统的监控,以及对实时数据和检测数据库的管理.     

基于触发回路的Marx装置同步性能优化

Marx装置中气体开关的可靠击穿是同步的关键,必须对其触发回路进行研究,使开关能在极短时间内依次连续击穿。利用ATP-EMTP软件进行触发回路的仿真研究,得到模拟实际触发开关中的触发脉冲。通过研究分析触发电缆的长度、波阻抗以及触发电阻对触发脉冲的影响,并结合气体开关的电压建立时间以及触发脉冲波形的要求,给出了Marx装置触发回路合理的参数选择;并仿真产生了符合要求的触发脉冲波形,保证气体开关的可靠击穿与装置的同步性能。     

基于ARM＋FPGA的监控装置测试平台硬件电路设计

根据LKJ-2000列车运行监控装置的工作原理及工作环境,研究了基于ARM＋FPGA的监控装置综合测试平台的硬件电路,完成了电源供给电路,信号发射与采集电路,信号调理、隔离电路,耐压测试电路等组件的设计.通过模拟实验,平台能够安全、可靠、高效地运行并能输出正确的结果.为列车运行监控装置提供一种集测试、模拟、维修、管理于一体的综合测试平台,具有很高的实用价值.     

海水总磷总氮在线自动监测装置

采用独特的多通道流路设计,使用蠕动泵,辅以自动控制系统,使总磷总氮的消解、显色、测定及数据处理过程等分别自动完成,进而实现了海水中总磷、总氮的现场自动测量。装置的检出限为0.001 74mg/L(总磷质量浓度)、0.003 75mg/L(总氮质量浓度),精密度为7.06%(总磷)、2.17%(总氮),加标回收率是98.1%(总磷)、92%(总氮)。     

深水钻井中隔水管底部转角及载荷变化规律研究

通过有限单元法建立隔水管模型,分析了三级风、八级风——两种不同风力条件下,顶部张力比和船体偏移率对隔水管稳定性的影响。计算结果表明:隔水管底部横向载荷随张力比和偏移率呈线性变化。在张力比增加的过程中,船体的偏移率越大,横向载荷的增加幅度也越大。隔水管底部转角随偏移率的增加呈线性增长,但随着张力比的提高会迅速降低,然后趋于稳定。在保证张力比的前提下,风力的增加对底部转角和载荷影响极为有限。自然条件下,提高张力比是维持隔水管稳定性的有效手段。本研究对分析深水钻井平台的海底井口稳定性有一定指导意义。     

海水总磷总氮在线自动监测装置的软件技术研究

基于Microsoft Visual C++6.0软件平台,设计了海水总磷总氮在线自动监测系统,包括控制界面、设备的驱动程序、数据的处理和显示以及对历史监测数据的查询。该软件系统主要由设计流程模块、手动实验模块、实时监测模块、参数配置模块、串口通信模块5部分组成。软件使用窗口图形、选项卡等技术,具有友好的可视化人机交互界面,运行稳定,满足实验要求。     

新型沙漏式浮体的垂荡运动响应特性分析

为了解决传统船型和圆柱筒状浮式生产储油系统(FPSO)的性能局限问题,提出一种具有沙漏式浮体的新概念FPSO.以沙漏式浮体的垂荡运动性能为目标,基于频域势流理论计算浮体的水动力参数,考虑浮体垂荡运动黏性阻尼和非线性静水回复刚度,建立浮体的垂荡运动方程.采用龙格-库塔数值迭代算法求解新型FPSO的垂荡运动响应,并且据此分析黏性阻尼和非线性刚度对沙漏型浮体垂荡运动性能的影响,以期为新型沙漏式FPSO的主浮体外形设计提供参考依据和准则.     

高新技术对我国海洋环境监测的影响

分析了世界海洋环境监测高技术的发展现状,提出了我国未来海洋环境监测的关键技术,肯定了海洋环境监测高技术的重要意义。     

热离子-温差热电混合发电模块的优化性能研究

应用非平衡态热力学理论,建立热离子-温差热电混合发电模块的理论模型,导出混合发电模块输出功率和效率的表达式,研究混合发电模块的性能特性和优化性能,确定混合发电模块在最大输出功率和最大效率时的优化条件,给出系统的优化工作区域,对系统的主要性能参数作了详细的讨论,得到一些有益的新结论.所得结果可为实际混合发电系统的设计和优化运行提供理论依据.