基于动态布放的潜标锚系浮力配置优化研究

通过使用MATLAB仿真计算方法,研究了潜标锚系浮力配置方案对于动态布放过程力学性能的影响。文中列举了4种锚系浮力配置方案,运用集中质量法建立了4种锚系的弹簧-质量节点模型,通过编写MATLAB仿真程序,模拟了4种锚系的布放运动过程。通过对布放运动过程中的锚系姿态轨迹、垂向运动、水平运动、海床基着底过程和缆段张力变化等指标进行对比,得出4种锚系各自布放力学性能指标上的优劣。仿真结果表明:将多个浮球集成为单个大浮力节点的方案缩短了锚系整体长度,有利于锚系在水中维持垂直度,但降低了锚系抗漂移能力;将浮力节点分散布置在各非浮力结构节点上方,可以降低连接缆段上的张力极值,但会使张力变化幅值增大。基于仿真结果,建议潜标锚系浮力配置优化的设计思路为:集中小浮球为紧凑浮力节点,适当加长上部浮力节点与下部非浮力节点之间的距离,浮力节点分散布置和适量减少上部的浮力节点数量。

深海采矿系统浮力配置对集矿车受力状态的影响

基于1 000 m深海采矿试验系统设计参数,分析了不同工况条件下软管的受力状态和空间形态的特征规律,研究集矿车接地比压和水平拖曳力的变化规律,并模拟软管浮力配置的选取,结果表明:当浮力配置大小及位置固定时,随着软管内流颗粒体积浓度增高,集矿车受到的水平拖曳力减小且接地比压增大;集矿车与中间仓之间水平距离增大时,软管对集矿车水平方向上的分力增大,集矿车受到的水平拖曳力增大,反之减小。通过研究软管形态和集矿车受力状态的变化规律及内在机理,可为深海采矿系统软管输送参数的优化提供依据。

下放或回收作业状态下超深水钻井隔水管轴向动力分析

以水深1 828.8m的超深水钻井隔水管为例,对下放或回收作业状态下隔水管的轴向动力进行了分析,研究了不同浮力块配置下隔水管轴向张力波动特性,并推荐了适当的浮力块配置,所得结论对于超深水钻井隔水管的结构设计具有参考意义。