摘要：为解决钻井平台避台作业时悬挂隔水管的安全性问题,针对现用的软悬挂与硬悬挂技术各自的局限性并结合二者优势,提出一种设有动载主动补偿功能的新型柔性隔水管悬挂系统方案。在传统的硬悬挂装置的基础上设置运动补偿液压缸和增程系统,利用有限补偿行程最大程度降低隔水管动载;提出位移比例补偿法和加速度削峰法两种补偿方案,并开展了适应性对比研究;建立Simulink仿真模型,进行系统仿真分析。计算分析表明,提出的隔水管柔性悬挂系统方案具有良好的动载补偿功能,其中加速度削峰法优于位移比例补偿法。

摘要：弹性绳是钢丝绳、绳索等的理论模型。综述了弹性绳的研究文献,提出了弹性绳系统的多体动力学建模方法。为了保证仿真结果不失真,根据运动速度判断摩擦力的大小。研究了类似于质量-弹簧系统的基本弹性绳系统和周期性速度波动的演示机构的运动,弹性绳的受力与变形的关系用分段函数表示,考虑了滑动摩擦力的影响,将弹性绳作为特殊的体。计算机仿真结果表明该建模方法能够准确地研究弹性绳系统的力学行为和振动特性。

摘要：为研究海洋钻采隔水管等柔性海洋结构件在服役过程中的腐蚀疲劳行为,同时为筛选和评价涂层包覆钢的耐腐蚀疲劳性能,设计制作了一套悬臂梁往复弯曲腐蚀疲劳试验机.该试验机的加载幅、加载频率和在不同加载幅条件下的应力比R均连续可调.试验表明,试验机运行稳定、自动监控系统反应灵敏、腐蚀疲劳试样形状和尺寸设计合理,能够满足对裸钢及涂层包覆钢耐腐蚀疲劳性能研究的需要.

摘要：为研究海洋浮式钻井天车升沉补偿装置的关键结构参数,根据天车升沉补偿装置的工作原理建立了系统的数学模型,并进行动力学数值模拟,从系统动态特性和能耗角度设计了补偿缸固定铰接点安装位置、补偿缸缸径等重要参数,分析了气瓶体积和固定铰接点位置对系统性能的影响规律.结果表明:从系统动态性能与能耗角度分析,平衡位置时补偿缸倾斜18°效果最佳;增加气瓶体积及补偿缸初始长度可提高系统动态性能与节能效果,但受平台安装空间和成本的制约,综合考虑确定气瓶体积为20.5 m^3,平衡位置补偿缸长度为13.2 m.

摘要：大直径无心磨砂轮(一般指直径D≥500mm,厚度H≥150mm)制造工艺一直是难点,具体表现在制造过程成品率低,性能难以满足要求。本文对大直径无心磨金刚石砂轮的制造工艺进行分析和讨论,提出一套完整可行制造工艺,具体包括:通过采用梯度粒度提高粗糙度,改进工艺配方提高自锐性,对实际制造过程中注意问题进行较全面分析以提高制造成品率,并对大直径无心磨金刚石砂轮热压机常用工艺热压参数热压级功率、吨位、加热板面积等进行讨论,得出合理热压工艺参数;最后,对修整工艺进行研究,大直径无心磨金刚石砂轮对修整要求精度高而且操作困难,笔者在T8365型制动鼓镗床设计全新修整工艺,实际应用证明修整工艺可操作性强,修整精度高。

摘要：超深水钻井隔水管设计的影响因素主要为环境因素与作业因素,前者主要包括水深、波浪、海流,后者主要包括钻井液密度、脱离后隔水管系统悬挂模式、浮力块分布、涡激抑制设备等。系统总结了超深水钻井隔水管设计影响因素,研究了各因素影响隔水管设计的机理,定性或定量分析了各因素对隔水管设计的影响。研究表明,水深和海流是隔水管设计最显著的影响因素,水深增加导致隔水管材料、结构、配置产生重大变化,海流导致隔水管产生涡激疲劳,并增加隔水管下放与收回的难度。悬挂模式影响隔水管系统的浮力系数和浮力块分布,涡激抑制设备造成隔水管作业困难,钻井液密度影响隔水管的有效张力和底部球铰转角进而影响隔水管系统的稳定性。相关结论可为超深水钻井隔水管设计、配置、作业、管理提供参考。

摘要：目前评价固井质量的声波测井方法均是在井内泥浆中辐射声波,再耦合到套管中激发套管波,这种测量方式在重泥浆或含气的井筒内应用时受到了限制.本文将电磁超声换能器引入到套管井中,无需井内介质的声耦合直接在套管中激发沿着套管轴向偏振、周向传播的准SH波.利用多物理场有限元仿真技术优化设计了磁盘阵列式的偏置磁场和跑道型线圈结构的电磁超声换能器,基于洛伦兹力机理实现了在铁磁材料的套管中激发和接收环向传播的准SH波的电磁超声转换技术.根据优化设计结构在实验室研制了电磁超声换能器,有限元模拟和实验室测量均观测到了沿套管环向传播的零阶及一阶准SH波.有限元模拟结果还显示在胶结良好的套管井中,准SH波一边沿着套管环向传播,一边向水泥环中辐射准SH波;在水泥和地层界面准SH波还会发生反射,再耦合到套管中被接收器接收到,通过对比硬地层和软地层两种套管井模型中接收的反射波信息,可观测到反射的准SH波相位相反,反射波和直达波的相位变化充分验证了准SH波的传播特征.

摘要：为了简化海洋钻井绞车升沉补偿系统的结构、降低主动式绞车补偿系统的能耗,通过系统结构设计、系统建模、内模PID鲁棒位移控制器设计等,设计了一种半主动式海洋钻井绞车升沉补偿系统,并通过非线性时域仿真与实验研究对系统进行了验证。系统结构设计实现了升沉补偿与自动送钻两种运动的解耦控制,降低了系统能耗。系统建模时采用质量集中法和能量守恒原则对系统进行了简化。提出了外环大钩位移闭环与内环电机转速闭环的双层控制方案,设计了外层内模PID鲁棒位移控制器,内模控制在模型匹配与模型失配情况下的稳态偏差均为零,滤波器时间常数越小动态性能越好、抗干扰能力越强。仿真模拟和实验研究的补偿率均在90%以上,补偿效果良好,系统具有可行性。

摘要：针对非API套管接头的连接和密封性能提出一套完整的解析评估计算方法。首先建立具有密封和内外螺纹啮合结构的非API套管接头力学分析模型,依据API套管接头失效形式(螺纹跳扣、螺纹剪切破坏和接头断裂)及其机理结合弹塑性力学理论,推导出非API套管接头发生相应连接失效时的临界轴向载荷计算公式。然后,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙啮合法向接触力计算方程组,从而获得非API套管接头各个螺纹牙轴向变形量及其承载轴向载荷分布情况数值解。最后,通过对比各个螺纹牙承载轴向载荷与连接失效临界载荷对非API套管接头进行连接性能评估;通过计算轴向载荷和气体内压作用下,套管接头螺纹轴向变形量及其对接头密封过盈配合值的影响,对非API套管接头进行密封性能评估。通过对3种典型非API套管接头完整性评估计算结果表明:在螺距、螺纹啮合中径、螺纹高度等螺纹参数相同情况下,非API套管接头的螺纹牙型设计参数(承载面角度与导向面角度)对其连接和密封性能影响显著。

摘要：为解决现有垂直轴风力机风能利用率较低的问题,以获得风轮最大切向力为目标,分别获得了风轮上风区和下风区叶片的最佳理论攻角为8°和-8°,计算出了叶片一周桨距角调节策略。在此基础上,采用随机方向法对双曲柄变桨机构进行了优化设计,得到了不同叶尖速比下变桨机构的参数组合。为验证垂直轴风轮变桨机构的合理性,以叶尖速比2为例,利用ADAMS软件对变桨机构模型进行了运动学特性仿真,并采用旋转测角法对叶片桨距角变化曲线进行了数据拟合,计算结果显示:实际桨距角变化曲线与理想变桨曲线的贴合程度较高。风洞试验进一步证明:所设计的变桨距垂直轴风力机具有更好的自启动性能,且在现有风速下比定桨距垂直轴风力机的发电效率至少提高了7.86%。