水下机器人坐管作业机构设计与分析

海底管道服役过程中长期承受地质变化、海流冲击、内外介质腐蚀及应力变化等作用,易导致局部结构失效,如不及时检测和修复,将造成巨大的经济损失和海洋环境污染。采用海底管道机器人搭载坐管机构进行海底管道在役探测与作业是海底管道检修的重要途径。对海底管道机器人坐管机构进行了选型与设计,并对其结构强度进行了分析,结果表明其应力及变形符合作业要求。

深海钻机保压管的密封设计与研究

保压管是深海钻机用于保存海底天然气水合物等样品的重要机构。考虑到深海条件下的复杂工况和管内的压力介质条件对保压管的密封结构采用了锥面密封设计。为探究锥面密封在保压管上的应用效果,针对密封接触的金属材料和锥面倾斜角度等参数进行了研究。有限元ABAQUS软件仿真分析结果表明锥面密封能够达到4000m水下钻机保压管的密封要求,锥面角度取60°最为合适,管材与堵头分别选用普通碳钢和铜材料较为合适,研究结果为以后的设计与试验提供理论依据。

海底保压钻具密封结构的设计与分析

保压钻具是实现海底天然气水合物保压取样的关键装置。为保证海底钻机的保压取样,设计了一种用于海底钻机的保压钻具,采用有限元软件对钻具两端的密封结构进行了分析,并在实验室开展了保压试验。仿真分析结果表明,两种密封结构在设计工况下均有足够的接触应力和接触面积;实验室试验结果表明,在24h的保压过程中管内压力降低了0.2MPa,仅为原管内压力的0.8%,说明该密封结构可以满足设计工况要求。

台风对深海采矿海试的影响分析与对策

南海台风严重威胁深海采矿海试工程的安全,因此,分析了台风给深海采矿海试工程带来的主要挑战,对台风环境下深海采矿海试工程的安全性和应对台风灾害的策略进行了研究。结果表明:台风工况下影响作业安全的最主要因素为悬挂点处倾角;在时间允许的情况下,采用回收水下系统后撤离的避台风模式可以最大限度保障作业人员和设备安全;在选择海试时间时宜避开6~11月的台风高发期,以减少海试过程遭遇台风的风险。