防沉板结构吊装入水作业动力学时域仿真

针对防沉板结构物吊装入水作业中吊绳拉力和结构物运动响应问题,建立钢制防沉板、水下分布单元和管汇离散为圆柱的吊装入水时域模型。依据规则波吊装入水作业吊绳拉力结果确定防沉板结构入水过程中危险吊装状态的范围。进一步通过不同悬停吊装下不规则波的砰击,分析拉力的动态响应,确定防沉板结构物吊装的最危险状态。研究最危险状态下吊绳拉力动态放大因子和水动力随不规则波的时域和频域变化规律。结果表明,钢制防沉板的裙板浸没0.2 m附近时的状态最危险,此时吊绳的动态响应最大。在最危险状态下,吊绳拉力的动态响应更容易受到波高的影响,且分吊绳的动态放大因子比主吊绳更小,所以分吊绳最可能发生松弛。

汽车落水与防沉协调控制策略研究

为实现汽车落水后的防沉和自救,延缓汽车在水中的下沉速度,延长驾乘人员的逃生时间,提升汽车的安全性能,本文进行了汽车落水与防沉协调控制策略研究。主要在汽车落水时通过提前解锁车门车窗,为驾乘人员提供逃生通道;在汽车落水后或者洪涝灾害来临时,自动启动防沉装置,为驾乘人员增加逃生时间或者减少汽车浸水量,降低财产损失方面进行研究。落水与防沉协调控制策略研究可在突发状况下在一定程度上保护驾乘人员的人身财产安全。

可折叠防沉板不排水单向承载力上限解

海底可折叠防沉板是有效解决独立式防沉板因面积过大而带来安装施工困难且费用高问题的一种新型海洋浅基础。服役期间,其不排水承载力、破坏机制严重依赖两翼间距和地基土不排水强度分布规律。为揭示可折叠防沉板的承载特性并建立其承载力计算方法,结合数值模拟和理论分析的手段,揭示了不排水条件下可折叠防沉板在竖向V、水平H、弯矩M荷载作用下的地基破坏机制及其随两翼间距、土体不排水强度分布的演变规律。进而基于揭示的破坏机制,分别建立了对应的运动许可速度场,联立虚功率方程和内部能量耗损函数建立了可折叠防沉板单向承载力上限解,并编制了求解程序。通过与数值计算结果对比,不排水承载力上限解高于数值解9.0%以内,计算精度较高。成果解决了传统独立式防沉板承载力计算理论不适用于可折叠防沉板的问题。

浅谈展开放样在导管架防沉板中的应用

导管架是用于海上石油勘探开发作业的一种基础设施。导管架通常是一座钢管支架,由若干个钢管组成,底部固定在海底,最初作为打桩时的导向,打完桩后,与桩连接并固定在一起。导管架用作海上平台和单点系泊装置的支承部分。而防沉板是导管架海上安装时保持底座稳性的功能性构件,一般布置在导管架底部以保证导管架在海上安装(坐底及打桩)过程中的稳定性,增加导管架与海洋底部表面的接触面积,防止导管架在安装过程中发生不均匀沉降。本文就是对导管架防尘板支撑管放样展开及下料进行总结,以指导施工作业。

防沉悬浮剂选用对多彩水包砂涂料质量的影响

通过测试不同种类的防沉悬浮剂水溶液的耐水白性、防沉悬浮剂在造粒保护胶中的增稠效果、基础涂料尤其是深色基础涂料加入造粒保护胶后的抗渗色性及防沉悬浮性、成品涂料的加速贮存稳定性等,优选出了纯化改性CMC作为水包砂多彩涂料的助剂时,产品的防沉剂悬浮性最优。

提升水面舰船防沉抗沉能力的思考

通过莫斯科号导弹巡洋舰沉没事件,提出如何从设计、建造、以及交付阶段提高水面舰船的防沉抗沉能力,增加舰船破损进水情况下的生存机率,确保官兵的生命安全。

功能有机膨润土的制备及在颜料防沉中的应用

本文利用自行设计合成的环氧季铵盐与膨润土反应,合成了一种含有环氧基团的新型有机膨润土(Ep-clay)。傅立叶红外光谱证明环氧季铵盐以离子吸附和分子吸附的形式进入层间。接触角测试给出了该有机膨润土的界面参数:界面能54.4mJm-2,临界表面张力45.8mJm-2。该有机膨润土与普通有机膨润土(1831-chay)相比性能大幅提高;环氧树脂对该有机膨润土的润湿性提高了32％;在环氧体系中低剪切速率下,视粘度提高一倍,而高剪切速率下,视粘度基本不变;对有机颜料的防沉性能提高25％,对无机颜料的防沉性能提高37.5％;涂膜的力学性能也得到提高。

饱和软黏土中不同形状深水防沉板基础承载特性研究

防沉板基础是水下井口、管汇节点与管汇终端等的永久支撑结构,其承受的荷载具有明显的复杂性、非线性和不确定性,给防沉板基础的稳定性研究带来了巨大挑战。本文研究了在剪切强度随深度线性增长的不排水饱和软黏土中,相同用钢量条件下矩形、方形、六边形和圆形防沉板基础的承载特性。采用数值模拟方法确定了竖向荷载V、水平向荷载H(Hx、Hy)、弯矩荷载M(Mx、My)和扭矩荷载T联合作用下,防沉板基础在V-H、V-M、V-T、Hx-Hy、Mx-My、T-H和T-M荷载空间的地基承载力包络线,并建立了相应的拟合公式。研究表明,不同的基础形状对其承载力影响显著,当V较大时,适宜选用圆形基础;当H较为显著时,应选用矩形或方形基础;圆形、方形和矩形基础的抗弯特性分别适用于不同条件下M为主控荷载的情况;当T的影响不可忽视时,矩形或方形基础为首选形式,六边形和圆形基础次之。

水下生产系统防沉板结构形式改进研究

防沉板是水下生产系统的重要基础形式,在海洋工程开发中有着广泛应用。基础承载能力不仅决定防沉板的适用范围,还关乎水下生产系统的稳定性与安全性。运用有限元软件ABAQUS,建立防沉板与土体的相互作用模型,通过平衡初始地应力,设置主从接触,施加重力荷载与位移约束,用Swipe法对不同结构形式防沉板进行数值模拟。比较分析多种防沉板在复合加载模式下的极限复合承载能力差异,讨论了单轴竖向承载力、V-H、H-M荷载空间破坏包络线。计算结果显示,防沉板是否有底部结构、底部结构的形式、布置以及深度对荷载位移曲线以及破坏包络线有着显著的影响。提出了通过改进防沉板结构形式以克服承载力不足的问题的建议,为拓宽防沉板的运用领域提供了参考。

新型防沉板基础的地基承载力研究

防沉板是水下生产系统中井口、管汇节点、脐带缆等的支撑结构,服役期间需承受V-H荷载空间的强耦合非线性荷载。提出了新型倾斜式裙板防沉板基础型式,倾斜式裙板不仅可以减少海流冲刷对基础下部土体的掏空冲蚀,还可通过调整裙板倾斜角度α适应不同工程对承载力的要求,结合工程设计实例研究了新型防沉板的地基承载性能。结果表明,该新型防沉板基础单向极限承载力随土体强度不均匀性指标А的增加呈线性增长,基础与土体接触面属性对水平向承载力的影响远大于对竖向承载力的影响;防沉板基础V-H荷载空间归一化包络线对土体强度不均匀性指标А在0～10范围内具有普适性,在归一化竖向荷载介于0.5-0.8时Hanson公式高估了防沉板基础的承载力。

砂土中带裙板防沉板基础竖向承载力的上限解

防沉板是深海油气工程中水下生产系统的重要基础形式,因其埋深浅、水下施工方便等特点而具有广阔的应用前景。为了满足基础抗滑移的要求,可在防沉板底部设置裙板,裙板的存在增加了防沉板竖向承载力计算的难度。将防沉板基础简化为带裙板条形基础,考虑了内部土体与基础的相互作用,建立了竖向承载模式,即Terzaghi模式;运用极限分析法推导了该承载模式的上限解,引入了一个能够反映裙板与基础内部土体共同作用的经验参数—土体破坏率(η),其大小决定了地基中土体滑动面的范围;通过分析确定了在二维简化条件下带裙板防沉板基础的土体破坏率与基础高宽比的关系;并研究了土体破坏率不同时,地基承载力系数Nq和Nγ与土体内摩擦角之间的关系。

结构参数对气体钻井防沉屑工具性能的影响

针对气体钻井岩屑易沉积的问题,研制一种具有分流继能功能的防沉屑工具。利用计算流体动力学(CFD)技术研究分流喷孔结构参数(开孔斜度、开孔方位、喷孔线型)对防沉屑工具吹扫和推举性能的影响。结果表明:随开孔斜度和开孔方位增大,轴向射流动能急剧减小,切向射流动能缓慢增大;开孔方位增大,径向射流动能降低;流线型喷孔与直线型和曲直型喷孔相比,其射流动能损耗最小,轴向、径向和切向射流动能均最高;改变喷孔结构参数可以有侧重地增强防沉屑工具的径向、切向吹扫能力和轴向推举能力,以适用于造斜段、水平段及深部直井段的气体钻进施工。

气体钻井防沉屑工具分流继能机理与可行性研究

气体钻井机械钻速快,能有效防止水敏性泥页岩坍塌,减少井漏。然而,气体钻井易形成岩屑沉积,钻进中易发生卡钻等井下复杂情况和事故。为提高沿程环空流体对岩屑的推举能力,介绍了一种具有分流继能作用的防沉屑工具。阐述了其机理,对不同开孔尺寸防沉屑工具分流量和分流流体动能进行了数值模拟,推荐了计算井眼条件下的开孔尺寸,并分析了工具结构的安全性。计算分析表明,防沉屑工具具有分流继能功能,可有效提高对岩屑的推举能力,工艺适应性强;合理的结构设计可确保其工作的安全性,可用于中深直井、水平井空气钻井中。

气体钻井防沉屑工具结构安全性分析

使用有限元软件研究了气体钻井防沉屑工具结构因素(喷孔角度、喷孔直径、喷孔距端面距离、工具壁厚)和工作载荷(扭矩和轴向力)对防沉屑工具结构安全性的影响。研究结果表明:(1)气体钻井防沉屑工具的工作安全性较高,可用于气体钻井施工;(2)孔径和工具壁厚对工具应力影响大,喷孔距端面距离次之,喷孔与轴线夹角影响最小;在设计和使用防沉屑工具时,为兼顾携岩性能和结构安全性,孔径不应太大,工具壁厚应适当增大,孔开在防沉屑工具中间部位;(3)防沉屑工具上使用减阻吸振套,可有效降低工具与井壁的碰撞强度和动载系数,还可降低工具的实际应力。

饱和软黏土中开孔防沉板基础上拔特性研究

在软黏土地基中,开孔能有效降低防沉板基础上拔阻力,减小防沉板基础回收难度。对6种具有不同开孔形式的防沉板模型进行了饱和软黏土中的上拔试验,测定了上拔过程中防沉板与土体接触面间的吸附力,揭示了上拔阻力的构成与发展规律,阐明了开孔率和有效宽度对上拔阻力和接触面间吸附力的影响规律。采用有限元方法模拟了防沉板基础的上拔过程,建立了上拔力作用下饱和软黏土地基的破坏模式,构建了采用极限分析法计算防沉板上拔阻力的机动场,推导了上拔阻力的上限解,得到了可以同时考虑防沉板开孔率和有效宽度的上拔阻力系数Nc的计算公式。对比验证结果表明:与Skempton公式不同,求解的上拔阻力随开孔率的增加呈非线性降低规律。

基于框架结构理论的地表防沉技术研究与应用

在分析国内外压煤开采技术研究现状的基础上,给出了建筑物下压煤开采中防止地表沉陷灾害发生的4个关键点,以及相应采空区顶板控制技术应具备的4个条件,提出了基于框架结构理论的地表防沉技术,并给出了其适用条件和主要技术参数的确定过程。该技术具有施工方便、工作量小、成本低、采出率高的优点,不仅能够使顶板着力点均匀,有利于顶板稳定和有效防止地表沉降,而且框架结构形成后也能够为井下矸石直接处理在时间和空间上提供有利条件。该研究已成功应用于现场实际。

杏仁乳生产防浮防沉技术研究

确定了杏仁乳生产工艺.杏仁乳稀释倍数为15。添加0．1% 柠檬酸调整乳液pH值为4.23左右,并加入10%白砂糖、0.3%PGA 和0．2%单甘酯.生产的杏仁乳可溶性固形物＞1O% ．蛋白质含量>1%,经1个月观察无上浮下沉现象.

深水工程的防沉板设计

防沉板是桩基式平台导管架部分的重要附属构件，随着桩基式平台水深增加和结构形式的复杂化，防沉板的设计要求也逐步提高，理念也在不断扩展。结合近年来若干工程项目的实际事例和摸索出的实践经验，在与浅海平台防沉板设计比较的基础上，针对深水导管架工程，对防沉板在不同基础条件下设计方法和结构形式要求，从几个方面进行了阐述，并对一些前沿手段和有技术争议的环节进行了讨论，旨在拓宽设计思路，满足深水工程不断发展的新要求，解决设计中的难点。

防沉型高强聚氨酯防水涂料的制备及性能研究

以复配聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和氯化石蜡为原料制备的预聚体为A组份,以胺类固化剂、增塑剂、防沉剂、颜填料、消泡剂、催化剂和润湿分散剂等为B组份,制备了一种双组份防沉型高强聚氨酯防水涂料,研究了不同的防沉剂、润湿分散剂及其用量对防水涂料物理性能、贮存性能和防沉性能的影响。结果表明,在配方中其它组分不变的情况下,选用0.5份防沉剂YH-10和0.4份润湿分散剂时,制备的防水涂料性能最佳。

可折叠防沉板V-M加载模式下不排水承载力研究

可折叠防沉板可有效解决单块防沉板因面积过大而导致的巨额安装施工费用问题,是深海油气资源开采生产系统中的新型基础结构。在服役期间承受竖向、水平、弯矩及扭矩等荷载的复合作用,其承载力不仅与防沉板的尺寸和地基土强度及其分布特性有关,而且还与可折叠防沉板两翼间距有关,导致不能直接采用传统的防沉板承载力计算方法进行计算。采用有限元方法对可折叠防沉板的不排水承载力进行三维数值模拟,计算得到竖向V、弯矩M加载条件下及组合V-M加载条件下的极限承载力,系统分析了单向(V,M)及组合(V-M)加载条件下的地基破坏模式,提出了单向承载力计算方法并建立了组合加载条件下的破坏包络线,进而提出了复合加载条件下的承载力计算方法,为可折叠防沉板的承载力设计提供依据。