海洋软管轴向压缩破坏的简化模型

由于复合材料几何复杂性与层间接触的影响,海洋软管轴向压缩破坏的数值计算极为复杂、耗时。在此提出了海洋软管轴向压缩破坏简化模型,在等效刚度的前提下,将8层的管截面简化为5层。通过刚度校核和实验对比验证了简化方法的合理性与实用性,且基于简化模型研究了软管轴向压缩破坏响应。该简化模型改善了非线性分析的收敛性,提高了计算效率。结果表明:当抗磨层和外保护层达到材料屈服强度时,内外抗拉铠装层迅速径向膨胀出现分离间隙;当抗磨层和外保护层达到材料极限强度时,抗磨层和外保护层发生破坏,内外抗拉铠装层出现最大分离间隙,软管失去轴向抗压缩能力。该简化模型可模拟海洋软管轴向压缩破坏,可为海洋软管的设计与安装提供技术支撑。     

柔性软管弯曲限制器的设计

海洋复合软管应用过程中会发生过度弯曲现象,故设计弯曲限制器,以防止海管的过度弯曲。海洋复合软管弯曲限制器设计需要考虑各种荷载情况,且每一个弯曲限制器均要根据实际情况进行单独设计,以符合不同状态海洋柔性软管在不同环境荷载下的具体要求。为了更好地设计弯曲限制器,针对海洋复合软管弯曲限制器所受功能载荷及环境载荷的特点,结合柔性软管弯曲限制器有关的规范文件,分别对海洋复合软管弯曲限制器系统的材料特点及选择、结构设计、局部和整体计算分析、制造加工工艺及测试方法进行了研究。基于研发软件、计算公式及有限元分析软件进行了弯曲限制器的计算分析。研究成果对国内进行海洋复合软管弯曲限制器的设计及制造具有重要意义。(图7,参10)     

海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性

海上漂浮输油软管为复杂的组合截面柔性结构,制造工艺复杂,造价高昂。基于有限元方法,采用ABAQUS软件,分析计算了5层粘合型海上输油漂浮软管在管内无压及带压工况下的轴向拉伸载荷与拉伸率、曲率与弯矩之间的非线性关系及产生机理。通过模型计算,得到了管道各层的应力分布特点,结果表明,因其非对称的结构特点,粘合型管道仍然存在非线性的等效截面刚度特性。分析了螺旋钢筋布置角度、螺旋钢筋直径、帘线-橡胶复合材料层帘线布置角度等结构设计参数对轴向载荷作用下管道拉伸率的影响,相关研究成果可为管道设计提供参考。     

论深海海底资源开发与海洋环境保护

我国是世界上岛屿最多的国家之一,拥有近300万km2的海洋国土,这海洋国土孕育了丰富的海洋资源。人们经常见到的是浅海资源鱼虾蟹等资源,但是这只是其中的一部分。深海海底除了大家耳熟能详的锰结核、海底油气,还有汽水热液矿床,以及当前最炙手可热的天然气水合物。而且天然气水合物的储量极为巨大。如果能够合理地将这些开发,那无疑是人类的巨大财富,也会成为新世界的新能源,但如何在保护海洋环境的同时做到合理开发深海海底资源并且使资源可持续利用成了人们该思考的问题。要解决这些问题,必须制定适合深海海底资源开发与海洋环境保护的策略、建立海洋建设项目管理制度、健全海洋环境责任制度,使深海海底资源开发可持续发展战略。     

海底长输管道修复RTP管穿插牵引力计算模型

针对海底长输油气管道走向曲折多变,弯头多且曲率大,同时受平台作业空间和动力供应等限制,修复工程成本和技术风险迅速攀升的问题,研制了抗拉型RTP管,其是在具有高柔特性的芳纶增强热塑料复合管（RTP管）的基础上,增设了芳纶抗拉复合层,从而具有弯曲刚度小、径向刚度大、抗拉能力强、质量轻、耐磨损、承压高、安全可靠等优点。以抗拉型RTP管穿插海底长输油气管道为研究对象,通过理论推导和试验验证,提出了RTP管穿插海底长输油气管道牵引力计算模型,该模型运用于马来西亚石油公司海洋油气田17km长输管道穿插修复工程,获得了令人满意的效果。（图6,表2,参6）     

海上漂浮输油软管拉伸特性的理论与试验分析

海上漂浮输油软管为复合型管,自内而外由不同形式与材料特性的结构层组成,经硫化处理使各层融合为一个整体.基于管体的分层假定、粘合假定、平断面假定、均匀性假定以及对橡胶材料和尼龙帘线加强橡胶部分的简化处理,运用分层分析方法,使用ABAQUS有限元分析软件对研发中的软管进行整体拉伸特性分析.将有限元计算结果与静态拉伸试验结果进行比较,虽然相对误差约20％,但在一定程度上反映了软管结构的拉伸特点,对于软管结构设计阶段的拉伸特性估算及结构优化具有重要的指导意义.     

海底高温管道的设计方法与应用

综述了海底高温高压(HPHT)输油管道上浮屈曲和侧向屈曲行为特点,比较了不同的HPHT管道设计方法,分析了深海石油开发高温高压管道采用受控制的侧向屈曲的设计趋势和应用该方法存在的困难.提出了应根据具体项目的特点选择最佳的海底高温高压管道设计方法,其中施加预拉应力方法经济实用,条件允许时应优先采用.埋地的管中管结构已被广泛采用,输送介质温度可达120℃,如与其它方法(如预冷或与拉应力)结合,可用于开发更高温度的油田.     

海洋工程原型软管甲烷渗透试验

柔性软管是海洋资源开发的关键性装备，在油气输送过程中，内管中的甲烷、二氧化碳、硫化氢、水蒸气等气体小分子可逐渐渗透内压密封层，严重危害软管服役安全。为保证软管安全稳定运行，探究甲烷渗透规律，对常温条件下高密度聚乙烯（High Density Polyethylene,HDPE）原型软管进行了渗透试验。结果表明：(1)甲烷在HDPE管材中的渗透行为可大致分为溶解扩散期、缓慢解吸期及快速解吸期3个阶段，时间比例为1:6:5，第2阶段的均值气体透过率是第3阶段的1/3。(2) HDPE聚合物材料饱和溶解甲烷分子后，环空压力与气体透过率呈负指数函数关系。(3)发现了甲烷的超临界渗透特性，即试验压力在甲烷的临界压力附近时，气体透过率达到峰值；试验压力小于临界压力时，试验压力越大，气体透过率越大；反之，试验压力越大，气体透过率越小。研究成果可为柔性软管在海洋油气开发工程中的应用及新材料研发提供参考。（图7，表1，参20）     

海底高温管道的设计方法与应用

综述了海底高温高压（HPHT）输油管道上浮屈曲和侧向屈曲行为特点，比较了不同的HPHT管道设计方法，分析了深海石油开发高温高压管道采用受控制的侧向屈曲的设计趋势和应用该方法存在的困难。提出了应根据具体项目的特点选择最佳的海底高温高压管道设计方法，其中施加预拉应力方法经济实用，条件允许时应优先采用。埋地的管中管结构已被广泛采用，输送介质温度可达120℃，如与其它方法（如预冷或与拉应力）结合，可用于开发更高温度的油田。     

伊位克鲁迈拉定向井井身结构优化

为提高鲁迈拉钻井效益,降低施工风险,减少非生产时间,开展了伊拉克鲁迈拉油田井身结构优化。采用由内而外、自下而上的设计方法,根据地层压力情况,结合地质特点和施工难点,确定了一开进入Dammam层顶6m,二开进入Sadi层8～15m,三开钻过储层50m完钻的三层套管井身结构。根据鲁迈拉油田开发实际需求和后续作业管柱尺寸,确定各开次钻头和套管尺寸。通过套管柱安全性分析发现,采用L80级套管既要满足施工操作,又要满足抗外挤安全系数不小于1.125、抗内压安全系数不小于1.10、抗拉安全系数不小于1.25的技术需求,且各开次管柱均可顺利下入。通过该项技术在25口井上的成功应用,平均建井周期缩短15.33d,平均非生产时间比例降低了8.6个百分点。研究结果表明,伊拉克鲁迈拉油田井身结构优化技术,解决了多层漏失、大段页岩坍塌、含硫水侵等问题,确保了复杂地质条件下的安全钻进。该技术有助于提高鲁迈拉整体钻井技术水平,具有广阔的市场前景和推广价值。     

不加热收缩补口材料的研制

针对3PE防腐涂层外层聚乙烯为非极性材料的问题,提出采用不加热收缩材料进行3PE层结构补口的方法。从无溶剂环氧底漆和溶剂型快干底漆的研制、内层防腐粘结片的结构与特性及PVC片材的改性研究与溶剂选择等方面介绍了补口材料的研制过程及材料所达到的技术指标。     

200W浓缩风能型风力发电机抗台风塔架的设计

浓缩风能型风力发电机是1种新型风力发电机，它可将稀薄的风能浓缩后驱动叶轮旋转发电，具有起动风速低，发电量大、噪音低、安全性高、寿命长、度电成本低等特点。为了使此类型机在岛国和沿海地区安全地应用，需要研制具有抗台风性能的新型塔架。本文采用了大量的实验数据，根据有关理论，对两种新型塔架进行了设计研究。     

环氧树脂／煤焦油瓷漆管道防腐新工艺

基地设在美国印第安纳波利斯的Reilly工业公司(Reilly Industries,Inc.)最新开发出了一种以环氧树脂为底层、以煤焦油瓷漆为外覆盖层的新型管道防腐覆盖层系统。该种覆盖层系统利用上敷层煤焦油的潜热使下敷的环氧树脂底层得到充分固化,从而达到突出的粘结整体性和高温抗阴极剥离能力。 覆盖层具有整体高性能的主要原因是,新开发出的这种环氧树脂底层与煤焦油瓷漆外覆盖层有着良好的亲和力:环氧树脂底覆盖层具有与煤焦油瓷漆外覆盖层突出的粘结力;而煤焦油瓷漆     

法兰连接式柔性软管膨胀弯在工程中的应用

在海流作用下,海底管道因海床冲刷而产生悬空的现象时有发生,尤其位于沉箱式平台附近时更为明显,极大地影响了在役海底管道的安全运营。在复杂特殊的海洋环境下,选择合适的膨胀弯材料,是确保整条海底管道长期安全运行的关键。以辽东某油田柔性膨胀弯安装工程为例,介绍了所选取的柔性软管膨胀弯的结构形式和基本参数,分析了柔性软管膨胀弯相比钢制膨胀弯的优势,并对安装方法进行了研究。针对柔性软管膨胀弯安装存在的3个技术难点提出了解决措施:使用水泥沙袋对冲刷部位及立管悬空进行处理,为柔性软管膨胀弯提供支撑;合理设置弯曲限位,实现软管膨胀弯安装路由与设计相符;采用水平撑杆将柔性软管膨胀弯吊装下水,在平台基础结构上安装2个临时吊点,通过倒链调整膨胀弯法兰位置,完成立管法兰对接。以上措施在工程实践中取得了良好的效果,可为今后类似安装工程提供一定参考。(图7,表2,参20)     

中国现代化海洋牧场的研究与建设

现代化海洋牧场是适合现代可持续发展战略的新型海洋生物资源开发模式,建设现代化海洋牧场,可促进中国渔业供给侧结构性改革、海洋经济持续健康发展以及海洋强国战略的稳步实施。本文中系统地梳理了与海洋牧场相关的文献资料,结合海洋牧场的最新研究进展,对中国现代化海洋牧场的概念发展、技术体系、发展现状进行了归纳总结;分析了目前中国现代化海洋牧场建设中存在的突出问题,并提出相应对策;对中国现代化海洋牧场的未来发展趋势,从现代科学技术、用海协调、产业融合和深海推进等几个方面提出了建议,以期为现代化海洋牧场的科学规范及可持续发展提供参考。     

林业资源监管通用数据采集系统研究

林业资源数据是林业资源管理的基础,简单通用的林业资源数据采集系统是提高林业资源监管信息化水平的重要途径。针对我国林业资源数据采集软件通用性低、重复开发的问题,本文对数据交换、动态数据库管理、功能界面自动生成、智能配置等柔性软件设计技术进行研究,设计开发了适用于林业资源监管的通用数据采集系统。该系统具有简单易用、方便扩展等特点,能够满足林业资源监管各业务对数据快速采集的需求。结合云南省临沧市林业资源管理的需求,基于通用数据采集系统框架开发了临沧市林业资源监管数据采集软件并进行应用,验证了该系统具有很强的通用性与扩展能力。      

功率LED柔性封装结构的设计与热特性分析

根据功率LED的柔性封装要求,提出了基于贴片式(SMD)封装的功率型LED柔性封装结构。对各层结构进行了优化设计,采用有限元分析(FEA),模拟了柔性封装结构LED的热场分布。对比研究了柔性LED与传统封装结构LED的热特性,并对弯曲状态下柔性衬底材料对芯片的应力进行了分析。结果表明,采用金属Cu箔衬底的柔性封装结构,其散热特性较好;Cu/超薄玻璃复合衬底替代Cu箔衬底,可以减少弯曲的应力,减少幅度达到2.5倍,散热特性基本相同。SMD柔性封装的LED不仅具有较好的热稳定性,且具有柔性可挠曲特性,其应用潜力很大。     

XRJ型软管紧箍器

介绍一种箍紧软管和软管接头的工具—XRJ型软管紧箍器的结构、试验情况及使用范围,它与目前普遍采用的双半圆螺栓卡子相比具有很多优点。     

生态格网结构在富宁县各甫河治理工程中的应用

生态格网结构是一种新型支挡结构,因造价低、生态性好、可柔性变形等特点得到越来越多的运用,是支挡结构发展的新阶段,是工程与生态环境相结合的典范,是一项节能、低碳、环保的新型结构。本文以云南省文山州富宁县各甫河治理工程为例,介绍生态格网结构在中小河流治理中的运用情况,以期为同类工程规划设计提供参考。     

物美价廉的新型温室

我公司生产的钢筋——抗碱玻璃纤维增强硫铝酸盐型早强水泥骨架塑料温室,是以国内近几年来新开发的轻质、高强度复合材料研制成功的一种新型结构的塑料温室设施(见表1)。由中国科学院石家庄农业现代化研究所和建筑材料科学研究水泥科学研究所研制。与国内以往各种结构的塑料温室骨架比较,无论从耗用建材量、建造投资或使用寿命等各方面分析,都具有显著的优越性和技术经济效果。它具有以