海底管线防冲刷技术试验研究

海底冲刷现象严重威胁着海底管线的安全运营.该文从海底管线冲刷机理入手,根据海底管线防冲刷技术的基本原理,提出了仿生防护措施——"人工草"固定法,并结合现有工程项目进行了试验研究,结果表明该方法可以有效地解决海底冲刷造成的管道悬空问题,为海底管线工程的设计、施工和维护提供了指导性的参考.

含缺陷海底管道屈曲稳定性的数值模拟

针对几种常见的缺陷形式,利用有限元软件进行屈曲稳定性分析,并对海底管道整体腐蚀和局部腐蚀两类缺陷进行了仿真计算,拟合得到了较为简单的含缺陷海底管道临界载荷的近似计算公式,可供工程设计人员进行相关设计和评估时参考使用,同时也为制定新的含缺陷海底管道屈曲稳定性设计规范提供了参考依据.

基于风险的海底管道安全评估方法研究

海底管道系统技术复杂、安全性要求高、环境多变,从设计阶段开始一直到生产运行的全过程,始终存在各种风险。考虑到海底管道的这一特点,风险评估方法应该既要考虑理论分析又要重视工程经验的多方面、多层次的综合性评估方法。论文从分析海底管道失效因素入手,重点研究了海底管道风险评估的流程及风险等级的划分方法,为海底管道完整性管理提供了一种实用的评估方法,同时结合工程实例对一运行中的海底管道进行了风险评估。

社会环境因素对海底管道埋设深度的影响

影响海底管道埋设深度的社会环境因素主要有渔业活动和航运活动。在比较国内外有关海底管道埋设深度的法规、规范的基础上,以我国在役的6条海底管道为例,通过计算分析了拖网撞击和锚撞击对海底管道的影响;并结合我国海域船舶及在役海底管道状况提出了管道埋设深度推荐方案,可为今后我国海域海底管道埋设深度研究及相关法律、规范的制定提供技术参考。

海底管道拖管法分析和研究

海底管道铺设是海洋油气工程建设的一项重要内容。海底管道铺设的方法有铺管船法和拖管法。铺管船法受铺管船舶资源的限制,而拖管法铺管不依赖铺管船,在一定的条件下,可以节约费用,因此研究拖管法铺管就非常有意义。文中首先介绍各种管道铺设施工方法,并对各种方法的优缺点进行比较。然后分别分析研究了浮拖法、底拖法和离底拖法三种拖管方法的施工工艺及管道应力变形,并结合实例对三种拖管方法的拖管过程进行了分析。

海底管道完整性管理研究

海底管道完整性管理是指海底管道运营商持续地对管道潜在的风险因素进行识别和评价,并采取相应的风险控制对策,将管道运行的风险水平始终控制在合理和可接受的范围之内。管道完整性管理就是对影响管道完整性的各种潜在因素进行综合的、一体化的管理。目前,在我国,海底管道的完整性管理处于起步阶段,文中对当前海底管道完整性管理的基本理念、基本内容和基本技术等进行了研究。

深水S型海底管道铺设可接受标准研究

介绍了国际通用海底管道铺设规范如DNV、API等，包括应力、安装要求、载荷控制条件等，并分析总结了深水s型海底管道铺设所接受的应力应变控制标准，探讨了适合中国目前工程实际需要的深水S型海底管道铺设可接受标准的范围，提出了相应的建议。

海底排污管道扩散器的选型和设计

随着沿海经济的发展，沿海石油化工企业的建立，不可避免地造成大量的经过处理的工业污水排放到海洋中。本文结合国家在海洋环境保护方面的有关法律和标准以及在大亚湾海域新建的海底排污扩散器实例，详细地论述了海底排污扩散器的选型和设计。

光网络中基于模糊PID控制器功率补偿研究(英文)

为了限制光链路中传输功率物理损伤的影响,引进了基于模糊识别的模糊PID控制器进行功率补偿.该控制器结合了PID控制器和模糊控制器,在不改变PID控制参数的情况下能够完成在线、实时的功率补偿.通过Optisystem和Matlab搭建联合仿真平台并检验控制器的性能.仿真结果表明该控制结构能够较好地调整信道功率并实现光信噪比的优化.

浅谈导师与创新型人才的培养

作为学生的指导教师,导师对于学生学习能力的提高、创新能力的增强和道德人品的培育都有着不可忽视的作用,导师是培养创新型人才的关键力量。本文阐述了创新型人才培养与导师的关系,对我国高校创新型人才的培养提出了几点建议。

高静水压力作用下深海油气管道的局部屈曲

以有初始缺陷的厚壁钢管为研究对象,开展外部高静水压力作用下管道结构的模型试验和有限元数值模拟分析.通过在压力缸内泵入水的方式对钢管试件施加均匀外部压力,测得钢管发生局部屈曲时的压力峰值.基于ABAQUS软件,数值模拟分析试验钢管在静水压力作用下的屈曲和后屈曲行为,得到钢管的失稳压力和屈曲后的形态,与试验结果相比吻合较好.利用建立的数值模拟方法,分析不同材料性能、径厚比和初始椭圆率对钢质管道屈曲的影响.结果表明:材料硬化系数较大的管道,失稳压力较大;随着初始椭圆率的增加,管道的失稳压力显著减小;对于深水或超深水油气管道的屈曲失稳压力,国外规范的计算公式偏保守,而且不能解释不同材料硬化系数的影响.

深水海底管道S型铺设参数敏感性分析

以深水海底管道S型铺管法为研究对象,运用悬链线理论建立管道的静平衡微分方程,通过理论分析给出了迭代求解管道整体形态的数值计算方法,并开发相应的计算分析程序,分析了不同参数对张紧器张力和管道极限铺设水深的影响。结果表明,随着管道铺设水深、管径和壁厚、混凝土配重层厚度的增加,所需张紧器张力明显增大;当托管架底部倾角较大时,控制应变越大管道所需张力越小;当托管架底部倾角较小时,管道初始倾角越大、托管架半径越小管道所需张力越小。此外,管道的浮重度、托管架长度和半径、张紧器张拉能力、管道初始倾角对极限铺设水深有着重要的影响。

深水海底管道极限承载能力分析

在深水海域铺设海底管道的环境条件往往比浅水区域更加恶劣,将会在管道垂弯区产生较大的荷载组合,可能导致管道发生屈曲破坏.为确保管道的安全,将深水海底管道简化为理想弹塑性材料,对管道铺设时的受力状态进行理论分析.以最大变形能密度为屈服准则,推导出海底管道在弯矩、轴向拉力和外压共同作用下的极限承载能力公式,并应用到S型深水铺管施工受力分析中.结果表明,水深越深则管道上的荷载组合越大,径厚比越大则管道的极限承载能力越小.使用推导出的深水管道极限承载能力公式可以快速、有效地判别管道是否安全.当铺设水深超过3500m时,算例中径厚比为20的管道将发生屈曲破坏,而在2000m水深时,径厚比超过30的管道才会发生屈曲破坏.

海底管线铺设焊接技术现状与发展趋势

介绍了最新海底管线铺设焊接技术的研究现状与发展趋势,比较了各种主要焊接方法的特点,其中熔化极气体保护全自动焊是广泛使用的海底管线铺设焊接技术,提高该技术生产效率的有效途径是采用多头多炬及窄间隙坡口;介绍了闪光对单极脉冲焊、光纤激光-电弧复合焊及非真空电子束焊等新型焊接方法.认为这些方法有望在未来海底管线铺设工程中得到应用并产生重要影响;基于网络和总线技术的计算机集成管线铺设焊接系统可望成为提高焊接生产率的重要途径.

S型铺管中上弯段管道受力研究

在使用S型铺管法铺设海底管道过程中,位于托管架上的管道(简称为上弯段)因受到较大的张力、弯矩及托管架的支撑反力作用,容易发生局部屈曲破坏。文中将托管架简化为连续型和滚轮支撑型两种,对连续型托管架上的管道进行了理论研究,并利用非线性有限元方法模拟了滚轮支撑作用下海底管道的受力状态。然后以12英寸管道为例,将两种托管架上的管道应变分布进行了对比。结果表明在连续型托管架上管道应变是一条直线;而滚轮支撑托管架上应变为波浪线,在滚轮作用处较大,滚轮之间较小。而且,应变随着张力的增大而增大,随托管架半径的增大而减小。

深水海底管线铺设自动焊接技术研究

针对海底管道铺设的需要,完成了管道自动焊设备研制和自动焊工艺开发。焊接工作站采用双车双枪焊接,焊接小车结构紧凑、质量轻,符合海上应用需要。自动焊设备电控系统成功实现了焊车行走同步驱动、车载计算和全位置自动焊,特别是采用CAN总线技术,不仅各个单元之间连接线缆大为减少,而且焊接系统可扩展性得到巨大提高。采用带铜衬垫的内对口器进行打底焊,背面成形良好,尤其是采用窄坡口,大幅度提高了焊接效率。管道焊接接头超声检验和力学性能试验均符合API STD 1104—2005的要求。在建造场地模拟试验的基础上,成功地进行了自动焊海上试验。

近海油气管线铺设的高效焊接技术研究

焊接施工是海底管线铺设过程中的重要环节,制约着铺管质量及效率。从S型铺设和J型铺设两大类方法出发,分别介绍了熔化极气体保护焊、闪光对接焊、高能束焊、单极脉冲焊以及激光复合焊等焊接技术,并介绍了深水管线铺设中适用于钛合金立管的焊接技术。通过分析影响海底管线铺设的焊接因素和一些发达国家的工程化应用研究历程,提出了基于光纤激光器的复合焊接技术是未来高效海底管线铺设连接的发展方向之一。

变自由度螺栓夹紧机构设计及试验研究

为解决水下石油管道法兰连接机具20个螺栓的夹紧定位难题,运用变自由度机构构型设计方法,设计了变自由度螺栓夹紧定位机构,并对其不同工作阶段的不同功能结构进行分析,实现了成组螺栓的夹紧与释放。运用动力学仿真软件ADAMS建立螺栓夹紧机构的多体动力学模型,并对螺栓的夹紧过程进行动力学仿真,得到各螺栓的受力曲线,仿真结果表明,成组螺栓受力均匀,满足螺栓夹紧定位需求。研制了螺栓夹紧机构试验样机,进行了螺栓夹紧定位与释放试验,结果表明,螺栓夹紧机构能可靠地夹紧与释放螺栓,并能保证成组螺栓的定位精度,螺栓能成功引入螺母,验证了螺栓夹紧机构设计的合理性。

海底管道铺设技术研究进展

为解决深海油气资源开发众多技术难题,对国内外学者在海底管道铺设技术方面的研究进行了总结。在此基础上指出了今后的研究方向,如多种计算方法的综合运用、管道动力分析、管道屈曲传播和整个铺管过程的实时监测等。

水下螺栓组连接引入装置动力学仿真及试验研究

为解决水下石油管道法兰连接机具20个螺栓同时引入螺母的难题,根据水下管道法兰连接机具作业需求,设计了螺栓引入装置,通过设置弹簧、尼龙导向套和橡胶支撑环,保证螺栓可靠地引入螺母。针对水下作业环境,建立了螺栓引入螺母碰撞过程的数学模型。运用ADAMS动力学仿真软件,建立螺栓引入装置系统多体动力学模型,并对其作业过程进行动力学仿真,得到了螺栓引入螺母过程的速度、位移曲线,为机具的实际作业运动控制提供依据。碰撞过程的仿真结果表明,单组螺栓与螺母的碰撞力为173.9N,弹簧最大压缩量为5.1mm,满足系统设计要求。在螺栓引入装置试验样机上进行螺栓引入试验,结果表明螺栓能成功引入螺母,验证了螺栓引入装置结构设计的合理性。