摘要：针对大排量混砂离心泵,采用CFD-DEM耦合计算方法建立固液两相流仿真模型,对离心泵内两相流流场进行了研究。得到了不同叶轮转速、流量、颗粒粒径和混砂浓度等因素对离心泵外特性的影响。使用OKA、Archard磨损模型计算得到蜗壳及叶轮的磨损量,分析不同工况下颗粒运动过程及颗粒对过流部件的定性定量的磨蚀规律,得到平均磨损率随时间变化曲线,并对不同镀层的离心泵进行数值计算。结果表明,叶轮主要磨损区在根部和压力面中部,转速每增加100 r/min,最大磨损量为叶轮冲击磨损,增加28.5%;流量增加20%,最大磨损量为蜗壳的冲击磨损,增加85%。使用碳化钨镀层,叶轮和蜗壳磨损速率分别降低28.1%和39.95%。研究结果可为混砂离心泵参数设计提供指导意义。

摘要：深海水下闸阀和驱动器是水下采油树、出油管线、水下管汇系统等水下生产系统装备中不可或缺的设备,其密封的可靠性是影响使用性能和寿命的关键,同时也是该类阀门及驱动器国产化研究的重点。基于对国内外水下闸阀及驱动器的技术特点和应用情况的分析,结合该部件国产化研制的情况,围绕水下闸阀和驱动器密封性能研究这一关键技术问题,从密封结构设计、密封性能分析、密封可靠性验证方法研究、产品样机密封试验验证过程和问题处理等内容进行了全面的分析和研究。针对故障率较高的闸阀密封,创建了阀座密封分析模型,对比分析了不同工况下C形金属密封环的受力和变形趋势,得出了该类密封圈结构优化方案,通过PR2F性能试验验证了设计的可行性,指出影响产品密封性能的主要因素,解决了水下闸阀和驱动器国产化关键技术问题。研究结果可为提升该产品性能和国产化开发提供技术指导。

摘要：为满足超深井钻机快速搬家的要求,研制了JC90DB一体式钻井绞车,分析了绞车的关键技术及主要承载件受力情况,完成出厂及现场试验。该绞车结构紧凑、尺寸小、质量轻,适用于钻台高位布置,为9000 m超深井拖挂钻机的研制奠定了基础,实现了超深井用大功率绞车的一撬式吊装,自动送钻提升载荷大,满足中东地区用户的使用需求;其中集成一体式减速箱的设计和电气控制技术的应用,大大减少了底座管线布置,维护保养更为方便,通过更换侧板和槽体可用直径为45和42 mm两种规格的钻井钢丝绳,增强了滚筒体的通用性;厂内与现场试验结果验证了绞车设计的合理性,可适应海洋、沙漠及寒冷环境下的施工作业。该产品的成功研制可以为超深井钻机轻量化设计提供技术借鉴。

摘要：针对声子晶体设计中存在模糊变量导致带宽不可靠问题,建立新型二维多组元局域共振型声子晶体,通过数值计算得到带隙曲线并探究带隙产生机制,并基于分析包覆层几何参数和材料参数对带隙影响结果,考虑将环状包覆层材料参数作为模糊变量,几何参数作为设计变量,通过拉丁超立方体抽样进行实验设计建立基于Kriging模型的声子晶体带隙优化模型,利用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)对Kriging模型进行全局寻优,得到声子晶体最优设计解。结果表明,优化后带隙宽度从101.17 Hz变为224.164 Hz,增大121.5%,且带宽边界均在设计目标范围内,所提出的Kriging带隙优化模型在避免大量数值计算的同时,考虑了模糊变量的影响,具有较高的预测精度和可靠性,为声子晶体设计提供新研究思路。

摘要：为了实现水下采矿设备安全而高效的布放与回收,研制了一套采矿船水面支持布放回收系统。该系统可适应水深3000 m、最大提升能力4500 kN,其水下设备采用了法兰螺栓连接和螺纹连接相搭配的连接工艺,扬矿管采用双单根一立柱的形式,满足了水下设备安全连接、高效布放与回收的要求;系统配套了抓管机、水平动力猫道、液压吊卡、铁钻工、液压卡瓦等扬矿管自动化作业设备,可通过集成控制系统实现扬矿管从管柱堆场到井口全过程自动化输送要求。通过厂内组装、主承载结构型式试验、设备及系统功能性试验、码头组装及调试试验,表明该系统具有结构安全、系统稳定可靠以及作业高效的特点。该系统的研制成功可为其他吨位级别的采矿船布放回收系统设计制造提供参考。

摘要：在介绍国内外离线建立根系统发展现状的基础上,对离线建立根系统进行技术分析。立根存放方式分为水平存放和低位竖直存放、高位竖直存放3种,其离线建立根系统所配套的设备、对钻机整体结构的影响、对操控系统的要求以及恢复人工应急操作的能力都不同。开发离线建立根系统需攻克的关键技术有管柱提升机械手设计、控制系统设计、系统可靠性设计。建议现阶段我国陆地钻机离线建立根系统采用立根高位竖直存放的方式,便于应急操作,节省钻井成本。

摘要：针对小尺寸管道壁面腐蚀快速监测,设计了一种小型低功耗腐蚀电流测试系统。基于电化学动态极化法设计三电极测试传感器,主控芯片采用STM32103单片机,进行监测、采集、变送模块化设计。集成电压扫描电路、恒电位电路、微电流监测、液晶显示等模块。通过监测系统仿真分析和实际硬件电路的在线测试,证明了研发的小型电化学系统的可靠性和适用性。在恒电位测试电路的基础上,对工作电极和参比电极回路施加10 mV/s恒定速率变化的电势差,形成固定频率动电位扫描,获得了P110管材表面的电压-电流关系图,并通过拟合得到极化曲线。由于体积小、功耗低,该系统可以安装于小尺寸管内在线监测仪器中,用于长期的腐蚀监测。

摘要：根据前期5000 m移运钻机油水电系统的管线槽结构,通过现场使用情况分析,该结构中,主管线槽采用折叠式落地结构,不方便吊车在折叠管线槽位置吊运泵组设备;且拆卸钻机时,该主管线槽成为1个独立的运输单元;去固控罐、泥浆泵管线槽对电缆的固定困难,且去固控罐电缆在泥浆泵组拖撬上需要转接,造成设备在安装拆卸过程中的不便。针对以上使用缺陷,在新移运钻机的管线槽设计上改进管线槽结构以满足现场使用需求。

摘要：针对压裂机组在线加油的需求,设计了连续加油装置控制系统,进行了PID算法和控制方法研究,确保了稳定供油、持续作业的需求。该系统借用压裂车通讯网络,采用TCP/IP协议建立了主-从站数据交互;通过建立数据库连接实现了数据的记录、查询、分析。就地操作站和远程手持式操作终端的双重设计,使操作更灵活、方便。现场试验结果表明,启动一键式加油程序后,在10 s左右实现了供油回路和回油回路的压力动态平衡,验证了控制算法和设计输入。

摘要：深水钻井补偿系统是海洋深水资源开发的关键装备。以最大补偿载荷4 500 kN、补偿精度90%、适应全球海域全天候作业要求为目标,开展了补偿系统集成设计研究。分析五种补偿类型和三种补偿机理与钻探系统的适应性及对补偿系统综合性能的影响,选择适应钻采船作业要求的补偿型式。通过补偿系统整体配置计算,确定系统主要参数。对比分布式和集中式控制两种方案,最终确定分布式控制形式。通过布置方案和结构优化,以提高作业效率、降低作业成本、提高操作维护性为目标,形成高效作业的深水钻井补偿系统集成设计解决方案。最后通过试验验证了设计方案的合理性。