Reel-Lay在铺设海底机械复合管中的应用

对于铺设双金属机械复合海底管道,应用Reel-Lay铺管方法比其他铺管方法可以大大缩短海上作业时间,节省工程费用。但因为该方法技术含量高,在铺管过程中易造成基管与衬管分离,所以一直被国外公司垄断。从Reel-Lay铺管法的技术难点、优化措施、国内外发展现状等方面阐述了该技术在我国应用的可行性和必要性。研究结果表明:我国已经具备Reel-Lay铺设机械复合管的2个必要条件,该技术的应用将会带来巨大的经济价值。研究结果可为实现Reel-Lay铺设机械复合管国产化提供参考。

深水Reel-lay铺管船与复合管铺设概述

针对深水强腐蚀性油气田开采过程中存在的CO2和H2S导致的腐蚀问题,双金属复合管以优异的耐腐蚀性能、较低的价格和较高的承压能力,在深水油气田开发中得到了广泛应用。与普通碳钢管相比,双金属复合管焊接工艺复杂,焊接速度慢,若采用Reel-lay铺设双金属复合管,能够解决目前双金属复合管的安装问题。该文对现有深水Reel-lay铺管船资源和双金属复合管进行了介绍,同时对采用Reel-lay铺设双金属复合管的可行性进行了分析,为后续深水油气田的开发提供参考。

多功能草方格沙障自动铺设机械车

为有效提高草方格铺设的效率和质量、促进草方格铺设由机械化向自动化、智能化迈进,根据人工铺设草方格流程,以散草作为原材料,设计了一种自动进行草方格铺设的机械车,用于完成分草、送草、插草和固草动作,并在此基础上赋予机械车播种和喷洒土壤改良剂功能,解决人工铺草工序繁多的问题,将工程治沙、生物治沙和土壤改良剂使用相结合实现综合治沙。另外,进行路径优化,创新铺设模式,通过三边错位铺设模式和单边模式相结合,有效避免对已铺设草方格的破坏。为铺设散草、机械化向智能化转变提供解决思路。

草方格沙障铺设车输料装置及其拢草机构分析

针对以散草为原料铺设草方格沙障存在空隙的问题,提出了一种草方格沙障铺设车。阐述了该铺设车的整体设计和作业流程,对输料装置进行结构设计和工作过程分析,对该装置的拢草机构进行运动学分析和仿真分析。结果表明:拢草机构的运动满足设计要求,同时给了一组工作参数,以转速为95 r/min为例,水平方向齿尖位置在90 mm左右时,其速度约为310 mm/s,超过传送带输送速度,由此点作为工作切入点,扒齿有效工作距离约为180 mm,在水平位移约为4 mm时,竖直位移大于7 mm,满足预期工作要求。

基于模型预测的海缆铺设用水下航行器最优避障控制

[目的]自主水下航行器(AUV)在海底复杂地形环境下执行独立铺缆作业时,需要兼顾铺缆质量和自身安全,即在避障的同时还需要保持船体与海底平面的相对高度。为此,设计一种基于模型预测的海缆铺设AUV最优避障控制方法。[方法]首先,基于模型预测控制(MPC)建立AUV的路径跟踪模型,将海底不规则障碍物分类为凸起和凹陷地形,并分别建立障碍物的工程简化数学模型;然后,根据不同地形和海缆铺设要求来设计多个目标优化函数;最后,根据地形特征点迭代计算与海底平面保持稳定高度且路径最短的最优避障路径。[结果]仿真结果表明,该方法响应性能好、可靠性高,能够使AUV选择最短路径并避开意外障碍物。[结论]在复杂的海底环境下,该方法既保障了AUV作业过程中的自身安全,又极大提高了海缆的铺设质量。

基于沙漠中铺设固沙草方格智能一体化装置

目前,在沙漠中铺设草方格是一种有效的治沙手段,因此设计一种沙漠中铺设固沙草方格智能一体化装置,从而提高沙漠治理的效率。本文主要介绍此固沙草方格建立的UG实体模型,并介绍了此装置的总体结构,具体分析了该装置的输送机构、步行机构、草席分离结构、插草机构以及传感器模块的使用,使用C语言设计了程序控制代码,论述了其工作原理。该铺设草方格智能一体化装置具有效率高,实用性强的特点。

铺设方式对新型土工织物排水效率影响的试验研究

新型土工织物是一种排水效率较高的土工材料,相比传统土工织物,能将路基内的水分更高效率、更大程度地排出。目前关于这种新型土工织物的排水机理已有一定研究,但关于其铺设方式对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于新型土工织物的编织结构、排水方式和墨水消散试验,通过在砂土中铺设一层土工织物,开展不同铺设方式下的排水对比试验,研究新型土工织物不同铺设方式对排水量、砂土湿润锋,砂土含水率(体积、质量)的影响规律。研究结果表明:新型土工织物水平+垂直向上铺设、新型土工织物水平+垂直向下铺设、传统土工织物水平+垂直向下铺设收集到的水量分别较砂土自由排水多12.23%、10.41%和5.97%;新型土工织物排水效率受铺设方式的影响,新型土工织物水平+垂直向上铺设排水效率最大;新型土工织物水平+垂直向上铺设时,不仅增加了排水路径,还扩大了排水影响范围,使砂土形成一定的湿度差,产生的吸力差能驱使水分迁移,加之新型土工织物的毛细作用,更多的水分被导出;砂土自由排水时,自由水沿孔隙排出,砂土中铺设传统土工织物,虽增加了排水路径,加速了排水效率,但其是憎水材料,在非饱和环境下排水效率低。研究成果可为新型土工织物处治路基病害的设计、施工提供参考。

草方格铺设机械发展现状与展望

荒漠化是全球重大环境问题之一,我国荒漠化土地面积达257.37万km 2,严重影响我国生态文明建设。早在20世纪60年代我国开始引进草方格技术进行荒漠化治理,但人工铺设草方格沙障效率低下且质量无法保证。随着“国家863计划”的实施,我国治沙道路由机械化铺设草方格逐渐代替人工,而草方格铺设机械的不断研发,一定程度上延缓了我国荒漠化的速度,但工作环境恶劣、铺草成本较高等问题使得草方格铺设机械难以大规模推广使用。为进一步提高治沙作业效率和质量,满足荒漠化治理的需求,草方格铺设机械发展趋势已向着自动化、智能化、多功能化、结构优化和机器人化发展。

波浪式拖管法铺设海底管道力学性能研究

海底管道铺设是海洋油气资源开发的重要环节,传统的拖管法不能很好地适应海洋深度和复杂环境的变化。针对Acergy公司在Girassol项目中提出的一种波浪式拖管方法,对其应用于2.0 km长海底管道铺设进行分析。首先,结合深水海洋环境特征,采用集中质量法建立管道拖航数值模型,并介绍管道、拖缆和浮筒力学计算及水动力荷载计算方法;其次,基于非线性有限元OrcaFlex软件对拖管过程建模,以模拟实际项目拖管过程;然后,通过对比相同条件下的单波式和双波式两种拖管方式,探讨管道和拖缆的动态力学性能变化;最后,针对不同浮重比、拖航速度、拖缆长度和悬垂角、海流流速和流向角等因素展开敏感性分析。结果表明:波浪式拖管法可以有效地降低施工时对拖缆的张力需求,但也会因此增加管道局部弯矩和应力响应;相对于单波式拖管,双波式拖管在缓解由于拖航速度等变化而产生的管道局部损伤效应上更有优势,并能较好地适应不同水深环境;复杂的海流工况对拖航时管道的力学性能影响十分显著,施工前应选择合适的铺设窗口期以防止管道产生损伤。

球墨铸铁管道铺设的施工工艺

介绍了球墨铸铁管与传统铸铁管的区别,以非洲某居民饮用水项目为例,从测量放线、管沟开挖及基础处理、管道橡胶圈运输、吊装及堆放、管道的检查、铺设流程、管道回填、管道试压、冲洗消毒等方面介绍球墨铸铁管道铺设的施工工艺。

防风固沙草方格铺设机设计及改进

目前,由于全球气候变暖和干旱,导致全世界土地沙漠化更加严重。草方格可以有效增加沙地表面的粗糙度,在草方格里面,气流场内部和地表形态会发生某些变化,从而降低近地面的风速,改变沙漠地区风沙运动的条件,有效治理土地荒漠化。基于人工铺设草方格劳动程度大、效率低、成本高等缺点,设计了一款草方格铺设机,其可以将成卷的草垛进行铺设,从而实现地面的高效覆盖。此草方格铺设机以提高工作效率、减轻人力劳动、保证铺设质量为设计目的,可以有效助推土地沙漠化修护进程。

海对海水平定向钻跨越航道铺设海底管道施工工艺研究

本文以跨越航道铺设海底管道为研究对象,介绍了采用海对海水平定向钻技术实现不占用航道的穿越地层式海底管道铺设施工。通过阐述施工原理、施工设计标准和施工工艺流程,详细描述了海对海水平定向钻跨越航道铺设海底管道的施工步骤和注意事项,并分析了此方案的主要优势。

冲喷式柔性管缆挖沟机在海底管缆铺设挖沟施工中的应用

深水水下管缆的铺设是开发深水油气资源的关键施工作业项目。深水水下挖沟作业具有技术难度大、施工复杂、投资巨大等特点。在深水海域油气开发工程中冲喷式柔性管缆挖沟机应用广泛,因此对其产品性能、实际深水功能测试、挖沟作业工序、挖沟沟型、挖沟效果等关键技术问题进行分析,经过实践验证,该设备能够独立完成千米级深水域水下挖沟施工。

新型材料摊铺机在特殊路面铺设施工中的设计与应用优化

为了提高特殊路面铺设施工的质量,论文分析了新型材料摊铺机对特殊路面铺设质量的影响。研究结果表明,相比传统的摊铺机,新型材料摊铺机在铺设特殊路面时,能更加均匀地分散压力,降低路面裂缝的产生;其特有的抗震性和延展性可以有效提高路面的稳定性和使用寿命。同时,新型摊铺机的自动化程度高,操作灵活,大大降低了人工误差,提高了铺设精度。此外,新型材料摊铺机还通过减少路面铺设过程中的材料浪费,降低了铺设成本,提高了经济效益。总的来说,新型材料摊铺机对提高特殊路面铺设的质量具有重要的意义,其应用有助于推动路面铺设技术的发展,提高路面的使用性能和服务寿命。

空间受限区域非固定式八字锚起始铺设工艺

随着近年来渤海油气田的大力开发,很多油田区海底设施越来越密集,海管、电缆、软管以及水下结构物等,对新的海底管线铺设造成的影响越来越大,尤其是在蓬莱、绥中、垦利等老油田区,可用于布置起始锚的空间越来越少。基于此,本文结合渤海某油田区中的成功实践,介绍了一种空间受限条件下的非固定式八字锚起始铺设工艺,为后续同样条件下的海管起始铺设提供了一种新工艺、新思路。

利用天气窗口提升海管铺设效率的策略分析

海上进行单节点双层海管铺设时,施工水域的天气状况对海管铺设效率有较大的制约。当恶劣天气即将出现在施工水域时,铺管船必须停止海上施工,提前撤离施工海域并航行至锚地避风,待施工水域天气好转后再从锚地返回至施工水域继续进行单节点双层海管的铺设。往往同一个施工水域会出现多次的恶劣天气状况,所以造成在整个施工工期内铺管船多次往返于锚地和施工水域之间,在此期间将会造成海管铺设有效时间的大量浪费,进而降低海管的铺设效率。本文提出一种在海上单节点海管铺设时选取天气窗口的方法,在铺管船多次往返于锚地和施工水域之间时,可以有效减少海管铺设有效时间的浪费,同时可以有效利用锚地避风的时间进行双节点海管的预制,以此降低恶劣天气对铺管效率造成的影响。

南海深水海底管道S形铺设技术

南海深水海域环境复杂多变并且频繁有内波流发生,在南海深水海域进行海底管道铺设面临诸多困难。为此,针对南海流花29-1气田深水海管铺设项目,对千米级水深海底管道S形铺设中铺管工艺设计、内波流监测与应对措施、深水铺管精度控制等方面的技术难点进行了研究,并完成了工程应用。工程应用结果表明:深水海管S形铺管工艺能确保海管水下状态完好和铺管精度满足要求;内波流实时监测预警系统实测流速大于1 m/s时,可提醒铺管船注意防范,能够对内波流进行较好的监测和预警;采用的动力定位船起始铺设、弧线段路由铺设精度控制、终止铺设精度控制等技术方案,可保证深水海管铺设精度。所得结论可为南海深水油气田的进一步开发提供技术借鉴。

正交铺设复合材料层合圆柱壳自由振动分析的辛空间波方法

针对正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动分析,提出了基于辛空间的波方法。首先基于Kirchhoff-Love薄壳理论,选取合适的状态向量,推导了复合材料层合圆柱壳在辛体系中的振动控制方程;其次利用分离变量法将正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动问题转化为Hamilton体系下的辛本征值问题;最后根据辛空间波形与圆柱壳模态的对应关系,得到不同边界条件下的自由振动波数,进而得到圆柱壳自由振动问题的代数方程组,求解即可得到正交铺设复合材料层合圆柱壳的固有频率和模态。数值算例对比了该方法和其他方法计算得到的圆柱壳固有频率,验证了该方法的有效性和准确性。

基于离散元法的桥隧区段道砟垫铺设宽度研究

有砟轨道在桥隧区段刚性下部基础条件下更容易发生劣化,通常采用铺设弹性道砟垫的方式来改善有砟轨道的受力状态。本文采用离散单元法建立高速铁路有砟道床仿真模型,分析了刚性基础条件下不同工况道床动刚度、道砟颗粒间接触力、道床底部道砟与基础之间接触力的差异。结果表明:道砟垫宽度超过轨枕长度后,再增加道砟垫的铺设宽度所带来的改善效果不明显;双块式铺设形式会造成轨枕中部应力集中,使得道砟接触力增大,轨枕受跨中负弯矩的不利影响。对于高速铁路桥隧区等刚性下部基础条件的有砟轨道结构,建议道砟垫铺设宽度取2 600 mm,与轨枕等宽,中心线与轨枕中心线重合。

脐带缆铺设过程中的监测技术研究

在脐带缆铺设过程中,为了在线监测脐带缆的健康状态,需要对其主要功能单元电缆、光纤和钢管的参数进行动态监测。由于随着脐带缆铺设的进行,脐带缆的温度、水深、和摆放姿态都会发生变化,而这些变化将会通过监测参数表现出来,文章针对脐带缆安装过程中监测参数变化进行研究其潜在的原因,相关研究结果为其它脐带缆安装工程提供参考。