摘要：混合式集束生产立管用于连接水下设施和浮式平台,是深水油气开发的重要组成部分。该类立管通常由中心管、油管、注水管、气举管和电缆等子结构构成,属于具有复杂横截面的细长结构。在其应力分析中,需要由梁模型分析其整体性能,由实体或壳模型分析其局部性能。本文通过理论推导给出了混合式集束生产立管的等效惯性矩计算方法,基于数值模拟计算了其等效极惯性矩;将混合式集束生产立管等效力学性能赋予梁单元,模拟了其整体响应并确定危险位置;针对危险位置采用实体单元进行了数值模拟,获得了局部模型的应力分布并基于规范进行了强度校核。以上方法兼顾计算效率和精度,为混合式集束生产立管的力学性能分析提供了有效手段。

摘要：目的分析海洋桩基平台所在浅海区域牺牲阳极接地电阻和不同牺牲阳极方案的保护效果及施工量,为海洋桩基平台牺牲阳极阴极保护设计提供指导。方法利用BEASY CP数值模拟软件,对桩基平台牺牲阳极阴极保护系统设计中阳极接水电阻和不同保护方案的保护效果进行数值模拟计算。结果在文中桩基平台所在海域内,所选牺牲阳极单支布置于海水/海泥界面0.25 m以上、水面1.35 m以下时,接水电阻接近且相对最小,约为0.048Ω,比标准推荐公式计算的接水电阻大约26%。多支组合阳极的接水电阻,随阳极数量或阳极间距的增大而降低,但因存在拥挤效应,其接水电阻要明显高于理想的多支阳极并联电阻。在设定的牺牲阳极布置方案中,将牺牲阳极布置于距离海水/海泥交界面0.8 m处,共给出了3种阳极的组合方式,即5支、3支组合阳极和单支阳极。再基于阳极位置或数量变化合计,设置6种牺牲阳极方案,每种方案下的阳极总数处于48~60支之间。计算结果显示,在不同牺牲阳极方案下,桩基平台的保护电位分布区间较为接近,约处于-680~-1080mV(***)之间。不同方案的保护效果差异主要体现在对腐蚀性相对较高的海水和海水/海泥交界面附近主桩和隔水管的保护上,随着阳极由5支组合阳极方案、3支组合阳极方案到单支阳极方案转变,牺牲阳极输出总电流由110 A增加到133 A,其对主桩和隔水管的保护效果越好,即保护电位越负,且保护距离增加。其中对主桩在海泥中的保护距离由5~8 m增加到5~10 m,对隔水管在海泥中的保护距离由0~3 m增加到4~7 m。5支组合阳极方案1中,两侧阳极输出最大电流约为中间阳极输出电流的2倍,3支组合阳极方案2中各牺牲阳极输出电流相当。结论通过数值模拟方法,可优化牺牲阳极数量、组合方式和位置,从而实现保护电位分布更均匀。基于案例提出的3支组合阳极方案2兼具了保护效果、阳极输出电流均匀性和相对较少的施工量等特点,可为在役海洋桩基平台牺牲阳极阴极保护设计提供参考。

摘要：为了实现焊接电参数的无线实时监控,需要解决高速无线数据传输以及抗强电磁干扰两大问题。文中采用DSP和nRF24L01搭建无线数据传输系统,利用DSP中的SPI接口与nRF24L01直接通信,相较以往的串口通信模式大幅提升了无线数据传输的速率,针对焊接过程中产生的强电磁干扰提出了基于软、硬件的多种抗干扰措施。试验结果表明:该系统可在焊接环境中稳定工作,最高数据传输速率可达2 Mbps。

摘要：针对工厂化预制管道的焊接工艺特点,利用工业六轴焊接机器人摆动焊接功能对管道进行了全位置焊接。介绍了示教焊接的相关参数及使用方法,设计了焊接参数平滑过渡拟合插值算法,利用插值算法进行了焊接参数规划,得到焊接电压、电流等焊接控制参数相应的规则函数式。采用摆动焊接实验系统进行了焊接工艺试验,设计了全位置焊接试验工艺,试验中使用六点标定法对焊枪进行了标定,确保焊枪在每个焊接位置都保持最佳焊接姿态,试验得到了良好的焊接结果。

摘要：顶张式生产立管是深水生产立管的典型形式,为了避免其产生疲劳破坏,设计、安装和维护过程中需要分析动力性能。基于ABAQUS进行了顶张式生产立管几何模型建模、附加质量模拟、单元离散、张力和重力作用下模态计算方法的研究,形成了顶张式生产立管模态数值模拟方法。计算了不同边界、单元类型和离散密度情况下结构的前10阶模态。通过分析得知,固支边界条件和简支边界条件下前10阶固有频率之间的差别基本稳定;单元类型和密度对高阶固有频率影响较大,建议在高阶模态分析时采用三节点梁单元,并提高网格密度。

摘要：开展了船用钢DH36的自动焊工艺研究,提出了以药芯焊丝气保护焊接为核心,采用桩管2G对接的自动焊设备及配套的工艺技术,开发出高效稳定的自动焊工艺的设计思路,并付诸于实施,有针对性地解决了海洋平台桩管焊接效率低的现状。首先简要介绍了模块化设计的新型桩管自动焊设备,而后详细地论述了焊接工艺开发、工艺的现场应用及应用效果等,重点对材料的焊接性分析、焊接方法的选择、焊接工艺试验、焊接工艺评定试验等进行了较为深入的阐述。结果表明,采用气保护药芯焊丝的自动焊接头的各项性能指标均满足标准AWS D1.1 M-2020的要求,所制定焊接工艺的焊接效率和质量得到明显提升。该技术已在埕海项目中完成了应用试验。

摘要：针对焊层焊道识别技术中焊枪姿态检测与环焊缝位置获取的问题,设计一种焊枪姿态传感器,利用MEMS加速度计LIS3DH结合STC15L104W单片机等搭建硬件电路,对三轴加速度值进行I^(2)C读取、中值滤波和位置解算,并通过Modbus RTU协议完成与上位机的数据通信。该传感器具有体积小、功耗低、响应速度快、测量精度高、抗干扰性强等优点,适用于焊接作业工况,可快速准确检测半自动焊枪姿态并输出低噪声的测量结果。该传感器已在油气管道半自动焊质量监控系统中进行推广应用。

摘要：对于大型产品或项目而言,焊评的全覆盖至关重要,其既可以保证工作的安全,又可以减少后期因焊评缺项而耽误工期。通过对不同标准中焊接方法、材质、厚度、接头形式、焊接位置等方面认可范围的对比,可为焊接技术人员制定覆盖全项目的焊接工艺评定计划提供参考。重点对GB 50661—2011与CCS—2022两个焊接工艺评定标准进行对比。对比结果表明,两个标准对于焊接方法、材质、厚度、接头形式及焊接位置等方面的覆盖原则有着很大差异。据此指出,在进行产品设计时应综合结构特点进行标准选择;另外,由于在实际生产项目中对于标准的组合使用越来越多,焊接技术人员在运用标准时需要注意各标准之间的融会贯通,避免重复工作。

摘要：南海深水内波发生极其频繁,曾观测到振幅达150 m、流速达2.5 m/s的内波,其剪切流对经过区域的海洋工程结构物破坏力极大,严重威胁海洋油气工程作业安全。通过分析南海历史内波多发区域、季节、重现周期及传播途径,在目标海域布设由1套潜标和2套浮标组成的监测系统,在为期一年的监测周期内成功捕获多个内波发生时的信号参数,如与内波伴生的内潮波和内孤立波振幅、模态及传播速度等数据,得出监测到的内波振幅变化在30~110 m之间,最大垂向剪切流速为1.6 m/s左右。监测数据通过卫星及时传输,为深水半潜式平台作业提供了内波预警,确保了平台持续安全生产。基于研究结果表明,该实时连续的深水内波监测预警技术可作为保障海洋工程安全作业的重要手段之一。

摘要：大港油田埕海区块是我国渤海湾海洋油气的重要产区,位于渤海湾西部沿海,属于地震高发区,因此,在该海域进行海洋工程设计建造时,必须根据工程场地的动剪切模量和阻尼比等动力学参数进行地震安全性评价。采用共振柱试验仪对大港埕海海域0~120 m不同深度的海洋土土样进行土体动参数测试与研究。研究发现埕海海洋土动剪切模量随着动剪应变的增大而降低、阻尼比随着动剪应变的增大而增大,同时发现围压与动剪切模量、阻尼比近似成线性关系等规律。相关研究成果可为海洋工程场地的设计、施工及抗震分析提供技术参考依据。