基于数字化海图和大数据的自升式钻井平台就位技术

针对海上油田拖航和就位过程中出现的恶劣天气临时升船、插桩历史资料缺失、就位滑移碰撞平台以及抛锚风险等复杂情况,开发了一套全局化、可视化、智能化决策系统。该系统以近海海域可视化海图为底板,将井场场址、生产平台、自升式平台、拖航就位方面的基本信息“植入”到海图中,实现就位信息查询、拖航路线规划、钻井平台优选、精准覆盖分析、升船能力计算和就位方案设计等功能,为作业者提供一个可视化、动态化的查询、分析、评估和决策平台。通过近海120余座生产平台就位作业的实施,提高了自升式平台就位作业风险分析和预判能力,提高了就位效率,保障了海上油田就位作业安全,为数字化转型和智慧油田建设提供基础支持。

基于航海模拟器试验的大型FPSO拖带通航宽度计算

为给FPSO、海上钻井平台等大型拖带作业时通航宽度理论计算方法选用、拖带通航安全评估以及规范修订提供参考。根据现行常用的国际航运协会(PIANC)《进港航道设计导则》、加拿大《国家航道设计指南》、中国《海港总体设计规范》以及国内大型海上设施拖带经验算法等典型的理论方法,计算30万吨级FPSO拖带通航理论宽度值,同时通过船舶操纵模拟器对30万吨级FPSO进行拖带操纵模拟试验,再基于试验结果计算出通航宽度值,将试验模拟结果与理论计算结果进行比对和分析。结果表明:大型海上设施港内拖带时,按照PIANC和国内经验算法方法取值标准较为合理。

垂荡板对半潜式风机基础拖航过程中水动力性能及运动响应的影响分析

垂荡板对半潜式风机基础水动力性能有极大的影响,从而影响基础拖航安装过程的安全。为了研究垂荡板对半潜式基础拖航过程中运动响应的影响,建立了拖缆—WindFloat浮式风机半潜式基础拖航系统模型。首先,基于三维势流理论,采用AQWA开展了拖航系统的频域水动力分析,分析了垂荡板的尺寸及形状对基础水动力性能的影响规律;进一步采用时域方法对拖航系统的运动响应进行分析,探究了垂荡板的尺寸及形状在不同浪向下对基础运动响应的影响规律。结果表明:垂荡板能有效抑制基础的垂荡RAO,但垂荡板形状对基础的水动力性能无明显影响;具有圆形垂荡板的半潜式基础在拖航过程中的运动性能略优于六边形垂荡板基础,在原设计基础上继续增大垂荡板尺寸对基础运动响应的抑制效果呈现先增大后减小的趋势,说明半潜式风机基础存在一个最优的垂荡板尺寸。

大型无动力钻井平台拖带进广州港拖航阻力计算

为提升大型无动力钻井平台拖带进广州港拖航阻力计算精度,合理匹配符合要求的拖轮,基于《海上拖航指南》及流体力学理论,综合考虑海上拖带作业通航环境特点,引入拖缆阻力、汹涛阻力、污底阻力等多种附加阻力因素,提出了一种考虑多因素约束的大型无动力钻井平台拖带进港拖航阻力计算方法.以“海洋石油982”大型无动力钻井平台拖带进广州港为例,应用上述方法对拖航阻力进行计算,结果表明:与指南计算结果相比,本文提出的方法计算结果与实际情况更为接近,依据该方法选择拖带拖轮更为科学合理.

极地冰区拖曳作业探索与实践

极地海域作为海洋中极具战略地位和影响力的关键地区之一,越来越受国内外科学研究的关注。拖曳作业是开展海洋调查的重要手段之一,但在极地冰区开展拖曳作业往往受天气、海冰、调查装备类型等因素的影响,此外还面临各种突发问题,可能影响考察任务的顺利实施。我国极地考察在开展冰区拖曳作业中经历了从冰区边缘试探到密集浮冰区实践,从结构简单的拖网采样到系统复杂的地球物理综合调查,通过不断的探索试验,积累了丰富的极地冰区考察实践经验。本文总结了我国在极地冰区开展拖曳作业中遇到的主要风险,开展了深入的分析与探讨,同时对比和借鉴国外的相关考察作业经验,并针对性地提出改进措施和建议,以期为今后在极地冰区开展相关调查作业提供参考和借鉴。

On problem of the determination of operational mode of towed line array with distorted shape

The distortion of the array shape is one of the main factors which result the performance degeneration from the ideal situation of towed line array (TLA). Based on the ordinary array shape distortion, the directivity function of TLA is presented in this paper. An algorithm for precisely determning the coordinates of each element by means of the inverse elliptic function is derived. A fast approximation of recursive formula for solving distorted array shape is given. According to the comparison between ideal directivity and the directivity of distorted array, the criterion for making decision of operational mode of TLA sonar is presented. So that the performance prediction problem in TLA is solved. The results of system simulation in computer show a good agreement with the theoretical analysis.

拖曳式红外诱饵干扰仿真与使用方法

由于拖曳式红外诱饵的运动和辐射特性与载机密切相关,如何建立拖曳式红外诱饵的干扰仿真模型,以及如何有效使用拖曳式红外诱饵成为飞机红外对抗中的难题。采用拖曳线的等距约束模型,建立了拖曳式诱饵的运动模型。根据拖曳式红外诱饵的干扰机理,建立了其红外辐射模型。将拖曳式诱饵模型加入到飞行器红外对抗仿真平台之中,反映了由攻击机、导弹、拖曳式红外诱饵和目标机组成的复杂系统空中运动的物理特性和随机特性。密切结合诱饵性能和所干扰导弹的性能,经理论分析和仿真验证,得到了拖曳式红外诱饵技术与战术相融合的最佳使用方法。

污水源热泵系统双级水泵运行特性研究

为了提高双级泵式污水源热泵系统设计和运行调节的合理性,建立了污水子系统的旁路串联水泵模型,基于实际工程数据,通过数值实验,分析了管路阻抗、水泵性能对系统实际用水量和流量系数的影响特性,讨论了系统的运行稳定性和调节性,结果表明,小阻抗旁路串联水泵系统具有环路独立性,因此,可以采用简单的分级调试方法来监控运行.增加旁路漏水阻抗有利于优化系统设计的流量系数.选择特性曲线较平缓的水泵有利于提高系统的综合性能.

超大型无动力船舶黄浦江内拖航的论证及实操

超大型无动力船舶的拖航是一项高难度的航海作业,尤其是在航道狭窄和弯头众多的黄浦江水域。船舶操纵人员首先必须根据黄浦江水域的水文气象条件、通航环境等对拖航进行可行性论证,确定拖带方案,选择合适的拖轮和相关的实际操作人员,在最佳的时机实施拖航作业。通过举例说明黄浦江拖航的复杂性,总结了拖航的经验,提出了超大型无动力船舶在狭水道及弯道拖航操纵作业的技术要领和相关的注意事项。

船舶拖缆作业时的循线航行和定点定位控制

针对拖缆作业船舶在进行循线航行和定点定位时受到的海洋环境力和拖缆拉力,建立了船舶、拖缆和拖体三者之间耦合的运动数学模型.因其控制系统具有较强的非线性,单独使用模糊控制效果不够理想,所以设计了Fuzzy-PID(Proportion Integration Differentiation)合成控制器.该控制器包含3个模块:大误差切换至Fuzzy控制模块;小误差切换至Fuzzy-I控制模块;微误差切换至Fuzzy-PID控制模块.仿真给出了船舶在扰动情况下循线拖曳时的拖体轨迹,并通过定点定位控制验证了该控制器具有更强的抗干扰性和鲁棒性,能够实现较高精度的定位控制.

转向机动拖曳线列阵空间谱稀疏重构

目标左右舷模糊是利用常规单根拖曳线列阵声纳探测目标时最具欺骗性的干扰之一,严重制约了拖线阵声纳的实际探测效能。根据拖线阵转向机动过程中的目标方位变化特征,提出了一种机动拖线阵空间谱稀疏重构方法。建立了拖线阵在转向过程中的接收信号稀疏模型;构建了基于多个波束域快拍的空间谱联合稀疏重构模型,采用前后向算子分裂方法进行高效的迭代求解。数据仿真结果表明,与常规波束形成方法相比,该方法可以有效地抑制左右舷模糊目标,同时具有更好的角度分辨率。最后通过海上试验数据初步验证了该方法的可行性。

海上拖航过程的风险评估方法研究

以南海某平台组块海上拖航作业为例,阐述风险评估的基本流程;针对海上拖航过程提出一套具体、实用的风险辨识、事故树建立以及建立风险控制措施的方案;同时给出一种将风险因素定性计算予以量化的方法,即风险值计算方法,并且针对海油工程确定风险值标准。

牵引火炮数字化改造

根据我国国情,目前还装备有大量的牵引火炮。为适应未来数字化战场的需要,有必要对牵引火炮进行数字化改造。结合外军牵引火炮数字化改造进展情况,指出机电技术融合是牵引火炮数字化改造的关键,除了传统火控系统、定位系统外,如火炮姿态检测、弹道修正等也应融入到数字化改造中,最大限度提高牵引火炮作战效能。

近海捕捞作业区海底管线的定量风险评估

海底管线是海洋油气资源开发和利用的生命线。近海捕捞作业区遍布着纵横交错的海底管道网,且不断受到来自近海捕捞渔船的抛锚碰撞、拖网撞击及拖拽威胁,近年来频繁发生近海区海底管线的受损事故。研究近海捕捞作业对海底管线的影响,开展海底管线在捕捞作业方面的风险评估是十分必要的。针对近海捕捞作业对海底管线的两种损伤情况作概率计算和严重度分析,建立风险概率和损害等级的关系,得到风险评估矩阵,探讨近海捕捞作业区海底管线的定量风险评估方法。此方法可探讨的概率和严重度计算方法对近海区海底管线的风险评估具有一定的参考价值。

连建制高炮系统可靠性试验时间累计方法

为解决高炮系统在不同工作方式下可靠性试验时间统计的问题,提出一种连建制高炮系统可靠性试验时间累计方法。将系统工作时间转换为统计各分系统独立工作时间,通过对不同工作方式下各分系统工作时间进行加权统计,将联合工作时间变换为分系统独立工作时间,给出成建制高炮系统可靠性试验时间累计方法,并以实例进行分析。试验结果表明,该方法可以用于成建制武器的可靠性评定。

掠海拖靶高度控制系统

针对掠海恒高拖靶的飞行性能需求,设计了基于ARM7TDMI-S处理器的拖靶嵌入式高度控制系统。首先分析了拖靶在拖带飞行过程中的受力情况,指出对拖靶的控制只需要建立一个高度回路;在此基础上设计了硬件系统,合理分配了系统硬件资源;采用了无线电高度表和加速度计;分别测量拖靶的实时高度和升降速率;利用专用集成芯片驱动舵机工作,达到恒高飞行的目的。为了提高拖靶的高度控制精度和响应速度,设计了基于比例-微分控制的高度控制律,推导出了计算机迭代算法,给出了实时操作系统下嵌入式应用软件的主要任务流程框图。设计了半实物仿真试验,给出了仿真结果,验证了系统设计的正确性和工作的可靠性,满足实际使用要求。

基于工作安全分析和风险矩阵法的自升式平台拖航作业风险评估

工作安全分析法(JSA)将所选择作业按顺序划分若干个步骤,对作业步骤逐步进行风险识别和分析,在工程中得到广泛应用。由于JSA法是一种定性风险分析方法,仅能从定性角度分析作业过程中存在的潜在风险,无法量化其可能性和严重度。将风险矩阵评估方法(Risk Matrix)引入JSA分析过程,结合自升式海洋平台拖航作业及行业评价指标特点,利用风险矩阵计算风险因素的风险度,提出控制和改进措施,得出不同作业步骤各类风险重要度和风险水平,为平台拖航作业安全保障提供指导依据。

船舶拖带情形下的操纵性试验研究

在露天操纵性水池中对某船自航模在未拖带及以不同拖缆长度拖带时进行回转、Z形和航向稳定性试验,研究拖带对船舶操纵性能和航向稳定性能的影响,试验结果表明,拖带下船舶的回转性能和航向稳定性能将会发生显著的变化。

南通航母公园涉水工程方案通航风险分析

为保障南通航母公园涉水工程顺利实施,根据长江口特定的水文、气象,及通航环境特点,论证"明斯克"航母系泊港池、临时通道及围堤工程的可行性,分析涉水工程施工及拖带航母进港的通航风险,提出相应对策及通航安全保障措施。

变工况下管内两相流与传热特性研究(Ⅰ)

作为变工况下管内两相流与传热特性研究的实例,本文研究了热力发电厂除氧器滑压运行过程中的动态特性,分析了滑压运行时除氧器需要的安全余量达到最大值所需的时间,推导出最大安全余量的计算公式,计算过程中考虑了下降管中汽液两相流的存在,并以均相流模型计算了下降管中的压降,所得结果不但具有理论意义,而且可供热力工作者在设计和运行时参考。