环形月池对海洋核能平台拖航阻力的影响

海洋核能平台2~3年需要拖航至港口进行换料,在其设计的初始阶段对平台拖航阻力的研究至关重要。考虑2种海洋核能平台概念,分析环形月池对平台拖航阻力的影响。采用STAR-CCM+软件对分离式海洋核能平台和一体式海洋核能平台在不同拖航速度时的拖航阻力进行计算。结果表明,随着拖航速度的增大,拖航阻力增加明显;月池的存在使平台周围流场趋于紊乱,导致核能平台拖航阻力增加;对月池增阻机理的分析可为核能平台的设计提供参考。

高耸烟囱原地坍塌爆破拆除可变直径作业平台研究与试验

原地坍塌爆破拆除技术是突破高耸烟囱在可供倒塌场地严重不足条件下的一种新的爆破拆除技术。该技术的难点在于需在百米高空的多个位置设置高效作业平台,以便快速完成钻孔、装药、堵塞与联网等作业,从而形成多道环形爆破切口。针对上述需求,研制了一种可变直径的吊篮式施工作业平台。该新型作业平台的设计总体思路为:基于对作业过程的分析,明确平台的核心功能,综合考虑作业效率、平台可靠性、工艺适应性及成本等因素,确定了滑动搭板式可变截面整体式吊篮平台方案;针对平台对烟囱外形尺寸的适应性,建立了参数化模型,用于确定针对不同烟囱尺寸时吊篮固定段、滑动搭板段长度、夹角参数的最优值;针对伸缩结构的技术方案进行了比选,选定了钢丝绳牵引方案+四氟乙烯减阻方案。在上述技术方案的基础上,确定了平台的结构方案、安全保障方案、适应性设计方案、安装拆除及使用方案。为验证结构设计的合理性,利用有限元软件,对结构的多种工况进行了受力分析,确保了结构受力的安全性。同时,为了进一步验证平台结构的安全性和功能的可靠性,搭设了专用试验架,对首套试验样机开展了功能试验、荷载试验及可靠性试验等一系列试验,试验表明平台的各项功能均达到了设计预期,结构安全性、功能可靠性均满足要求。平台可以满足高耸烟囱原地坍塌爆破拆除的作业需求,同时也可作为其他各种等(变)截面高耸结构拆除的施工平台。

环形水槽系统结构设计及最佳转速比研究

该文阐述了旋转环形水槽系统结构,分为上层旋转装置、中部环形水槽、底部支撑及测控系统4个部分。环形水槽是在剪力环和环形槽的剪切力和惯性力下形成水流,它相当于过水断面水流状态相同的无限长的水槽,通过改变二者的相对转速到达最佳转速比,极大程度削弱横向环流的产生。环形水槽常用于模拟一般河流的水流结构,来研究细颗粒泥沙的起动、沉降等问题,它是水利研究人员用以研究泥沙运动特性的先进辅助设备,有着非常好的推广前景。该文利用环形水槽对最佳转速比问题开展研究,研究成果可为今后进一步开展环形水槽相关实验提供基础。

半潜式平台超高温高压井测试环空压力设计及实践

南海莺琼盆地超高温高压井地层温度超过200℃,井底地层压力绝对压力接近100 MPa,水深超过100 m。针对超高温高压测试作业放喷过程中B环空压力上涨,而半潜式平台水下井口系统B环空压力不能进行泄压,导致水下井口及套管易密封失效的问题,分析了影响B环空压力的影响因素,同时通过正交试验的方法,考察了放喷时间、放喷产量、水泥返高、A环空压力等因素对B环空压力的影响。计算结果表明,影响B环空压力主次因素依次为放喷时间、放喷产量、水泥返高、A环空压力,计算结果可以有效指导半潜式平台超高温高压井测试环空压力设计及现场控制措施,制定合理的测试工作制度。该设计方法在莺琼盆地5口超高温高压井得到成功应用,有效保障了超高温高压测试工程安全,同时实现了准确求取地层资料。

基于环形倒立摆的综合实训平台

基于拉格朗日动力学定理,在状态空间内对环形倒立摆进行建模仿真,得到理想的控制策略;选择ARM Cortex-M4系列的K60单片机作为主控制器,精密电位器作为位置反馈,依照理论仿真的控制策略对系统进行控制。该综合实训平台采用理论建模仿真和实际参数调试一体化训练方式,改变了理论研究和实践调试脱节的现状。

圆形料场堆取料机环形回转平台组装及焊接工艺

环形回转平台位于圆形料场堆取料机下部,承载了上部中心立柱、堆料系统的全部质量及刮板取料机构和门架钢结构的部分质量,是整机设备的中心支撑部件,也是设备运行过程中旋转的基础,对其焊接质量要求极为严格。分析某圆形料场堆取料机环形回转平台的使用及结构特点,详细阐述制造过程中的焊接工艺、组装工艺及重点控制细节,为保证环形回转平台的整体焊接质量以及整机平稳运行奠定基础。

环形倒立摆实验教学平台设计

设计制作单片机最小系统板、直流电机驱动电路、旋臂和摆杆位置检测电路等硬件模块,搭建了环形倒立摆实验教学平台。利用欧拉-拉格朗日法分析环形倒立摆数学模型,设计了基于LMI的滑模变结构控制器,通过Matlab仿真和实际测试,最终倒立摆系统能够在平衡位置附近稳定,即旋臂在水平转动面0°处稳定、摆杆保持垂直向上稳定。该平台应用于自动控制相关课程的实验教学中,方便高效,具有较好的实验演示效果,能够提高学生的实验积极性,增强学生的实践动手能力。

海洋石油平台水下夹桩器本体结构分析

水下夹桩器是一种广泛应用于海洋石油平台建设的液压夹具。水下夹桩器本体焊接在导管架上,支撑夹桩器液压缸。在水下夹桩器本体设计中,采用有限元法完成了对本体强度和刚度的结构分析;建立了有限元分析模型,用ANSYS软件进行结构分析,得到了分析结果,并将该结果与理论计算结果进行了比较,验证了有限元分析技术的有效性。设计结果满足工程要求,为改进和优化结构提供了理论依据,节省了分析计算时间。

孔式环形射流粉液混合实验台的搭建

设计并搭建了孔式环形粉液混合实验台,用以研究新结构的混合效果。该实验台不仅可以模拟现场不同流量下环形射流喷腔负压值的变化情况、粉末吸出量和混合情况,并输出实时的压力变化曲线,同时对孔式环形粉液混合器的关键部分采用分段式安装,可以方便地改变优化后的关键结构尺寸,为将来研究不同结构尺寸对混合效果的影响提供实验支持。通过实验得到混合器动量和能量方程的修正系数。

自升式风电安装船桩腿上拔水力减阻系统研究

自升式平台船在工程中经常出现桩腿上拔困难。文章介绍了针对自升式平台船设计的2种新型水力减阻系统,并设计准原型模型试验和拔桩阻力测试,验证了上述2种水力减阻系统减少拔桩阻力效果显著。提升了拔桩成功率,提高了拔桩效率,扩大了自升式平台船的适用土层范围。

油管泥线悬挂器在张力腿平台干式井口的应用

降低张力腿平台立管顶部张力大小有利于减小平台载荷,缩小平台尺寸。对TTR系统进行了整体张力分析和局部受力分析,推导得出:生产管柱重力不影响立管顶部张力的大小,采用油管泥线悬挂器无法有效降低平台载荷;是否采用油管泥线悬挂器取决于立管局部受力分析结果;建议采用立管环空注氮的方式降低立管顶部张力。算例分析结果表明:环空注氮后立管顶部张力仅为8 kN,比注氮前降低约280 kN;立管轴向受压区不存在受压失效风险,受拉区张力较小,若生产管柱湿重继续增大,则立管受拉区有转为受压状态的可能,需要考虑增大张紧器张力或采用生产管柱泥线悬挂器的办法来保证吊环以下立管整体处于受拉状态。所得结论可为油管泥线悬挂器在张力腿平台的应用提供参考。

基于Workbench的4000t液压插销升降装置上环梁的强度分析

通过Solid Works和Wor kbench对4000t自升式风电安装平台的液压升降装置中的上环梁进行建模和分析,使用子模型校核了插销失效工况,校核中采用了材料非线性方式,结果表明,所设计的上环梁能够满足强度要求。

半转叶轮水轮机模组化载体平台的水动力性能分析

针对半转叶轮水轮机载体平台的横摇与纵摇对水轮机的水动力性能影响较大,设计一种双体浮式平台作为其载体平台。为提高半转叶轮水轮机的总功率,将平台模组化布置——横向布置与环形布置,计算其横摇与纵摇的运动响应。研究表明:半转叶轮水轮机环形模组平台与单个双体浮式平台相比,最大横摇角、最大纵摇角均大大减小,在提高水轮机总功率前提下,也进一步提高了单个双体浮式平台的水动力性能。

一种新型半潜式平台概念设计研究

针对现有半潜式平台存在的不足,开发了具有自主知识产权的自升式半潜多功能深海浮式平台概念(JCSM)。新型平台充分利用自升式桩腿的长度调节功能和由外斜立柱与环形浮箱共同组成的浮体的压载功能,可根据工况和海洋环境条件的不同灵活调节平台重心。JCSM结合自升式平台与半潜式平台的优势,并以平台综合性能的提升为目标进行了细节上的优化,稳性裕度大且运动性能优良,可适应干式采油、湿式采油和干湿组合式采油等不同采油模式,并同时具有钻井、早期生产、修井、油气处理与油气储运等多种功能。对JCSM进行稳性与运动性能数值分析,并与传统半潜式平台模型进行比较。大倾角稳性的各项指标表明,JCSM平台具有充裕的稳性;垂荡运动和横摇运动RAO曲线的对比分析表明,JCSM能显著改善平台波频范围内的垂荡运动性能,并具有优越的横摇运动性能。

轨道平台位姿调整的多模式2R2T并联机构设计

环形轨道平台作为核主泵中空法兰螺栓在线运维装置的运行基准,其位姿快速精准调整是保证中空螺栓缺陷高效检测的核心技术。从几何形位、力平衡两个视角分析环形轨道平台的位姿调整需求,基于方位特征集理论,巧妙利用同轴共面U-U构型,综合出新型多模式2R2T冗余并联机构,其可通过变模式实现水平度(平面两轴旋转2R)和同心度(平面运动2T1R)的3R2T位姿调整;分析了2R2T机构运动模式切换机理,以刚化支链运动副及改变支链位姿实现运动模式的切换;以SPS冗余支链实现轨道平台支撑,保证机构调姿时力平衡及力操作。阐述了环形轨道平台位姿有序调整步骤;真空吸盘与支链运动副和末端快速夹具形成了期望柔顺支链模块,实现机构支链快速安装、切换和拆卸。

新型微创腹腔手术机器人工作空间分析

随着微创"无疤痕"理念逐渐地深入人心,患者在对待腹腔手术上有了更高的要求,而经脐单孔腹腔镜手术(SILS)由于能够满足体表无疤痕的需求,受到了更多的青睐,因此服务于SILS的手术机器人也成为了研究的热点。基于对一种新型微创腹腔手术机器人进行初步的运动工作空间研究,为该手术机器人逐步地走向成熟提供技术支撑与理论基础;通过对该机器人的工作空间主要影响机构环形平台与Stewart平台的分析与研究,模拟生成该手术机器人的工作空间范围,并与常见的微创腹腔手术所需工作空间的对比分析,验证了该手术机器人在常见腹腔微创手术中的适用性。