海洋钢结构焊缝高温状态下超声波探伤研究

分析了海洋平台导管架安装过程中涉及的钢桩焊缝在高温状态下的超声波检验性能,通过实验总结出现场检验用的补偿措施。     

海洋钢结构免气刨埋弧焊焊接工艺

海洋石油平台结构中的导管架、组块和钢桩中,需要进行大量的埋弧焊焊接工作。由于绝大多数的埋弧焊均采用双面焊接,为了保证根部的焊接质量,一般都需要进行碳弧气刨清根,这不仅增加了施工工序,也使得建造效率有所降低。为此进行工艺优化,开发免气刨焊接工艺很有意义。基于此进行的焊接试验,其最终无损检测和破坏性试验结果表明,其焊接质量满足相关标准要求,该工艺开发获得成功,并在我国某导管架项目上进行了应用,取得了良好的经济效益和社会效益,对以后大型深水海洋工程结构的制管作业具有很好的指导意义。     

海洋石油平台吊点焊接施工技术

吊装作业在海洋石油平台结构物吊装及海上安装作业中占有非常重要的地位,一旦发生事故导致结构损伤或者作业失败,将造成生命财产的严重损失。吊点虽然是吊装作业的辅助结构,却需要承受吊装结构物自重以及其他附加载荷。因此,要充分保证海洋石油平台吊装的安全性,就必须考虑海洋石油平台吊点的焊接质量问题。结合近年参建的海油工程项目,介绍了海洋石油平台吊点的典型形式,从吊点常用钢及焊接性、焊接工艺设计以及焊接施工措施角度分析了海洋石油平台吊点的焊接施工技术。     

海洋石油平台的腐蚀监测技术

文章分析了海洋石油平台进行腐蚀监测的特殊性,对目前海洋石油平台腐蚀监测技术作了概述,特别是对深海平台导管架的腐蚀监测技术进行了可行性和存在问题的探讨。最后对相关的腐蚀标准在深海中是否适用的问题也作了初步讨论。     

基于海洋石油平台导管架的多通道腐蚀监测技术

文章通过海洋石油平台导管架多通道腐蚀监测技术的现场应用,分析了深海多通道腐蚀监测系统的特点。对我国南海某平台导管架的腐蚀监测数据进行了分析,通过相关的数据对比结果表明,多通道腐蚀监测技术在海洋钢构物的阴极保护监测上翔实准确,为导管架在南海中的防腐蚀设计提供了重要的数据参考。     

海洋石油工程固定式导管架平台TKY节点的焊接

导管架作为海洋石油工程固定式平台的支撑结构物,是由钢管相贯焊接而成的空间桁架结构,其中TKY节点是其最主要的焊接结构,其焊接质量直接决定了固定式平台的安全性和使用性。文中以东海某固定式导管架平台为例,重点从该平台建造中TKY节点的焊接工艺设计、TKY节点焊接作业所需焊工资质要求、TKY节点制备的注意事项、TKY节点的焊接质量控制和TKY节点的焊接裂纹返修等方面进行讨论。     

绝缘法兰(接头)在海洋石油工程阴极保护中的使用及优化设计

本文通过对NACESP0176-2008、NORSOKM503-2007、DNVRPF103-2003以及ISO15589-2-2004和DNVRPB401-2005等国际标准中对绝缘接头(法兰)的技术要求以及中国海洋石油采油平台的现场调研和实际应用,结合海洋石油导管架阴极保护设计和海底管线阴极保护设计对海底管线的绝缘法兰(接头)进行优化,并根据海上采油平台实际电化学测量数据讨论优化设计后对海底管线和导管架阴极保护的影响。     

压裂船快速脱离装置控制系统设计与仿真分析

压裂船的压裂作业是提高海洋油田产量的一项重要措施,连接压裂作业船管汇与海洋平台管汇的快速脱离装置在海洋压裂作业应急防护中起到至关重要的作用。目前我国在压裂作业中快速脱离装置控制系统设计与仿真分析方面的研究尚属空白。针对该研究现状,根据压裂船的工作原理设计了一套压裂船快速脱离装置的液压控制系统,并运用AMESim液压仿真软件建立快速脱离装置液压系统模型,对主油路正常与故障两种工作状态进行仿真分析。结果表明:该快速脱离装置可以在6 s内完成快速脱离,脱离过程准确度高、平稳性好。     

一种海洋平台清洗机器人吸附机构研究

针对当前海洋平台导管架人工清洗工作量大、效率低、易造成污染等现状,提出一种海洋平台导管架清洗机器人设计方案。该清洗机器人具有8个自由度,能够沿导管架空间进行攀爬、定位并通过夹持高压水枪对导管架进行清洗。为了保证机器人在静止和工作状态下都能吸附在导管架上以保持平衡,研究并设计一种清洗机器人吸附机构。基于该清洗机器人的构型特征与受力情况,对各种状态下的清洗机器人进行力学分析和理论计算,得出机器人稳定工作的最小吸附条件。利用有限元软件ANSYS Workbench对吸附机构进行静力学仿真实验,实验结果表明:所设计的吸附机构的强度和刚度能满足机器人清洗海洋平台的工作需求。     

海洋平台的腐蚀现状和防护措施

在海洋石油工程大力发展的今天,海洋平台作为海上油气生产的基础设施,处在越来越重要的位置。海洋平台处在恶劣的海洋环境中,受到海水、大气、海洋生物、日光等作用,平台导管架等结构会发生不同情况的腐蚀,威胁到设施的安全性。在分析腐蚀机理的基础上,针对性的提出相应的防护措施和技术进展。     

基于AMESim的泵车水泵液压系统流量匹配装置设计与研究

清洗水泵是泵车上必不可少的装备,水泵实际须配的功率很低(约3 k W),而泵车发动机功率很大(287 k W),现所有泵车水泵的液压系统,均采用定量泵-定量马达系统,在发动机高速运转、定量齿轮泵系统流量很大时,水泵将泵出高压水,而发动机怠速、系统流量低时,系统基本没法正常泵水工作。针对此问题,提出了一种定量泵-定量马达系统流量匹配的设计方法,该方法能保证水泵系统在泵车发动机从怠速到全速各工况下,均能正常工作、泵出高压水,并且利用AMESim软件,建立流量匹配装置的仿真模型,对流量匹配装置工作的动态特性进行仿真分析。仿真结果表明,该系统的动态工作性能完全满足设计的要求。     

基于射流原理的柱塞泵辅助吸油技术研究

针对泵吸油不足的问题,设计了一种基于射流原理的辅助吸油装置。利用CFD软件建立了柱塞泵加入和不加入吸油装置的三维数值模型。在不同吸油口压力和油液含气量下,对柱塞泵的吸油特性进行了分析。结果表明:入口压力越低或含气量越高,泵内空化现象越严重,导致油液弹性模量越低,使得回冲阶段柱塞腔内的压力升至工作压力所需时间越长,回冲现象越剧烈,泵吸油性能也就越差。加入吸油装置后,油液流经该装置是一个增压过程,会抑制上述现象,提高泵吸油性能。从仿真结果来看,该装置具有较好的补油效果,且泵吸油性能越差,补油效果越好。     

全贯流泵装置水泵特性模型试验研究

全贯流泵由于结构特殊,泵的输入机械功率不能直接测得,导致难以获得泵装置的有关特性参数。针对全贯流泵装置效率难以直接分析的问题,提出用损耗分离法进行全贯流泵效率计算。即根据电机与水泵装置之间的能量传递及损耗关系,通过测量电机输入电功率及泵装置的有关水力参数,分离电机损耗和泵装置损耗,运用MATLAB对数据进行函数曲线拟合验证,求出水泵的输入机械功率,分析并计算全贯流泵装置水泵特性参数。最后运用公式解析法计算泵装置输入机械功率,比较两者偏差。结果表明:损耗分离法可以得到比较准确的水泵装置特性参数,可以用于全贯流泵装置试验水泵特性研究与效率计算分析。     

基于困油容积的外啮合齿轮泵困油现象的研究

外啮合齿轮泵具有结构简单、质量轻、可靠性强等特点,被广泛用于液压设备中。但由于泵体结构和工作原理导致困油现象,严重影响着齿轮泵的工作效率和稳定性。对齿轮泵的困油现象以及现有的解决方法进行简要阐述,仿真分析了齿轮泵的压力分布情况,详细研究了齿轮泵运转过程中困油容积的变化情况,在此基础上提出一种新方法,以求更好地解决齿轮泵的困油问题。     

汽车动力转向油泵试验装置的研制与应用

针对汽车动力转向油泵在生产过程中需要逐个进行试验的问题,研制了一种高效、高精度的试验装置。该装置基于MCS-51系列高性能单片机,分为机械系统、液压系统和控制系统三部分。可以对汽车动力转向油泵的转速和油压进行无级调节,并可检测流量和扭矩等重要参数,从而完成试验大纲所规定的跑合、安全阀调节、容积效率检测,以及最大流量检测等多种试验。试用结果表明,该装置的测控精度高,人-机界面友好,操作简单方便,适合汽车动力转向油泵的批量试验,应用前景广阔。     

电液比例控制技术在钢管水压试验机上的应用

本文介绍了在钢管水压试验机液压系统中采用电液比例控制技术成功地取代传统的机械杠杆式同步控制装置，实现钢管试压过程中的水压与油压的压力同步控制。控制精度、灵敏度大大提高，有效提高钢管水压试验机的性能。     

深海油压动力源液压油黏度的选用研究

深海油压动力源是目前深海动力源常用的动力源形式。从深海油压动力源所用液压油出发,介绍了液压油黏度性质及其对液压系统的影响。重点分析了在深海高压、低温环境下,液压油黏度的变化情况,并运用CFD软件对深海动力源齿轮泵内部流场进行了仿真分析,得出了在压力和温度对黏度的影响下,齿轮泵内部黏度的分布情况以及其对泵效率的影响。为动力源在深海环境下液压油的选用提供了科学依据。     

抽油机传动系统节能研究

针对游梁式抽油机能耗严重、电机运行效率低的问题,提出一种新型混合动力游梁式抽油机结构方案。该方案采用机械-液压转矩耦合传动机构,通过液压系统实现能量存储与释放,其电机输出功率平稳,运行效率高。建立该系统数学模型和能量损失模型,并搭建原理验证实验平台。通过实验和仿真对比,验证机械-液压传动系统能量调节的有效性。提出该系统参数设计方法,并通过对系统参数的研究,得到在不同液压系统组合结构下抽油机的损失功率。研究结果表明,采用变量泵-变量马达组合方案可实现能量损失最小。     

一种新型水压变量泵及其油箱设计

现代水液压传动技术是流体传动领域的一门新型技术,但水压泵作为现代水液压传动核心元件,由于受各种因素的制约,开发难度很大,其发展成熟度与油压泵有很大差距。提出了一种新型的采用油压比例系统控制的水压变量泵。该水压变量泵采用油压元件和水压元件的混合设计结构,结构中只采用了少量结构简单、工艺要求很低的水压元件,驱动和控制则采用成熟、可靠的油压元件,使水压变量泵的开发难度大大降低。另外,作为一种对集成度有高度要求的油压、水压一体化元件,实现体积小、质量轻、结构紧凑是结构设计要解决的关键问题之一。而油压系统中油箱对该水压泵体积影响最大,为此,结合新型水压变量泵特点,采用了水冷式油箱,并通过Fluent优化设计,有效地降低了油箱的体积。     

电、气双驱动型盘刹液压系统设计

目前石油钻机液压盘刹的动力系统均是通过电机带动液压泵产生压力。常规设计是配备两台泵组,互为备用,这种形式虽有双泵的冗余设计,但驱动的最终源头都是电力。并且一般在使用过程中,泵启动后就不能停止,系统需持续提供压力,如果停电或没电时系统将无法工作。因此将传统的双泵形式设计为主泵为电机泵、备用泵为气动泵的双驱动形式,保证了刹车设备在停电或没电的状态环境下仍能工作。同时提高泵压、增大蓄能器容量,采用减压阀实现高压储能低压使用,既能让主泵实现间歇性工作,又能克服气动泵流量较小的限制。气动泵的驱动压力小,不会产生漏电和操作上的危险。此设计既节省了电力,又起到节能减排的效果。