原位测量仪助力我国开展深水区海底声学参数测量

<正>2017年6月28日,青岛海洋科学与技术国家实验室发布信息,在刚刚结束的"向阳红01"科考船第4次海试航次中,深海可视化液压贯入式海底沉积声学原位测量系统(HISAMS)成功实现了3000m海试。这是我国首次开展深水区的海底声学特性参数测量,相关技术与设备在海底环境监测、海底资源调查和海洋权益保护等领域有重要的应用价值。海底沉积物的声学特性(包括声速、声衰减等系数)是影响海洋声场与声传播的重要因素。HISAMS由海洋国家实验     

深海矿产资源岩芯探测取样技术与装备发展历程与趋势

海底岩芯取样钻机是开展海洋地质及环境科学研究、进行海洋矿产资源勘探和海底工程地质勘察所必备的关键技术装备。首先对世界深海岩芯探测取样技术与装备的发展历程进行了梳理,重点介绍了目前世界上几种典型的海底岩芯取样钻机性能、结构和技术特点;然后,分别对海底岩芯取样钻机中的稳定支撑及调平技术、取芯技术、钻杆钻具接卸存储技术、液压系统与压力平衡技术、光纤动力复合电缆供电与通讯技术、下放与回收技术等关键技术进行了分析;最后,分析和预测了深海矿产资源岩芯探测取样技术与装备的发展趋势--将朝着大型化、多用途化、智能化、专业化和便利化以及高保真取样方向发展。     

超深井钻机自动送钻系统研究探讨

智能型自动送钻能够有效的减少钻井投资成本,降低人力劳动的强度并增加钻速,对于推动钻机的高自动化及高安全可靠性发展具有关键的作用。其主要目的是通过控制系统的作用按相应的工艺要求将钻具自动送进,使得钻头对井底的钻压维持在设定值不变。针对目前的深井超深井钻机智能型自动送钻中所存在的绞车及游动滑车的动载荷作用、钢丝绳的振动影响及大钩不匀速送钻而导致井底的钻压发生变化以致很难达到准确送钻的问题,有必要进行深入的研究。本文在对绞车游动系统自动送钻的工作原理及液压盘刹系统自动送钻、主电机自动送钻和辅助电机自动送钻的方法进行阐述的基础上,提出更为精确的理想液压缸送钻方案。该方案避免了绞车及游动滑车的干扰作用,采用液压缸系统实现自动送钻及下钻具的动作,提高了工作效率。     

钻式采煤机的设计及应用研究

以我国目前钻式采煤机设计及应用技术现状与发展趋势为研究基础,围绕钻式采煤机钻具相关数学模型、钻式采煤机钻具的优化设计、钻式采煤机样机设计及试验三个方面展开讨论,并提出了目前钻式采煤机的设计及应用中存在的主要问题,以不断完善发展钻式采煤机。     

海洋环境下大地电场勘探的若干技术问题

与陆上勘探的情况不同,海洋勘探面临着新的技术问题,包括：液相介质中大地电场信号的测取,在海底条件下实现采集装置的布放以及探测设备的水下运载,等。解决这些问题在于：研制用于海底测量的大地电场传感器;根据海洋作业特点开发专用的水下伸张测量臂;采用声控方式实现探测设备的沉放与上浮。海洋探测的初步成果表明,目前所实施的技术方案实用且可靠。     

深海底中深孔岩芯取样钻机的研制

深海岩芯取样钻机是开展海洋地质调查和海洋矿产资源勘探所必备的重大技术装备.2003年我国研制成功第1台深海浅地层岩芯取样钻机并连续多年成功应用;2009年研发成功采用铠装光电复合缆向海底进行大功率长距离输电和光纤通信的深海2米岩芯钻机.但该型钻机由于钻进深度有限,无法对深海热液硫化矿藏进行勘探.本次研发的深海底中深孔岩芯取样钻机首次海试成功并取得样品.介绍了钻机的基本功能与结构、主要技术指标、技术难点、海上试验情况等.深海底中深孔岩芯取样钻机的研制成功使我国在这一领域的技术水平得到大大提升.     

小井眼开窗侧钻用高抗弯钻具接头性能分析与结构参数优化

随着小井眼开窗侧钻技术的广泛应用,由井下弯曲段引起的钻具接头失效问题日益突出。为解决因弯曲载荷造成钻具接头变形失效的问题,根据弹塑性力学理论及中心管材料本构模型试验研究结果,建立了钻具接头螺纹连接的三维有限元模型,研究了弯曲载荷作用下钻具接头连接强度和密封性能,并通过胀扣试验验证了有限元分析结果的可靠性。在此基础上利用正交优化方法,对其关键结构参数进行优化,获得了钻具接头较优参数组合,对比计算了API钻具接头与高抗弯钻具接头力学性能。结果表明,优化后的连接螺纹在抗拉/压、扭矩及弯曲方面性能均优于API螺纹,能更好地满足小井眼开窗侧钻的钻井要求。     

连续油管用小尺寸螺杆钻具的研制及应用

随着连续油管技术的发展,与连续油管修井作业、开窗侧钻、微井眼钻井及老井重钻等作业配套的螺杆钻具应用也越来越广泛.着重介绍所研制的连续油管用小尺寸螺杆（5LZ43×7.0螺杆钻具）的结构、开窗侧钻等作业配套设计的短节结构,以及它们的工作原理、应用情况.目前5LZ43×7.0螺杆钻具已经实现产业化,批量生产并满足客户要求.     

用于钻床的回转夹具

在加工管子龙门钳的主件龙门架(图1)的3-φ11mm孔时,我们设计了一种回转夹具,只用一个钻套即可加工三个孔。 夹具如图2所示,回转盘4与底座3之间加装一圈φ10mm的钢球8,使夹具转动灵活,钻模板固定于底座3上、底座F处安装一套定位销装置,回转盘4按回转角度46°44'、104°26',在F、G、H处各加工一定位销孔φ12mm,加工时将工件放于回转盘4上,以     

塔河油田膨胀管侧钻水平井技术的应用

塔河油田177.8 mm套管开窗侧钻时,需满足地质避水要求,面临钻遇易漏及易坍塌泥岩地层的难题,要实现侧钻井眼的长久稳定,采用下膨胀管封隔不稳定地层两开次钻进技术是行之有效的方案。详细介绍了塔河油田12区部署的利用膨胀管技术封隔复杂地层的侧钻水平井TH12115CH的施工情况,并与前期的3口膨胀管试验侧钻水平井结果进行对比分析,总结了该项技术存在的问题,并从套管开窗、定向扩眼、钻头优选、螺杆钻具优选、水力参数优化及膨胀管固井等配套工艺技术方面,提出了解决问题思路,为后期降低该项技术推广应用成本积累经验。     

煤钻机的振动及机构优化仿真设计

以三位煤钻为研究对象,在对钻具进行合理简化和假设的基础上,建立了三位煤钻的仿真模型,分析了不同钻深下的振动和挠度性能。设计了一种新型的钻杆稳定装置,并与普通煤钻相比,构造了一种三位煤矸石稳定器的仿真模型,研究了钻具的振动和挠度性能,以期为稳定器的布置形式提供科学依据。     

基于海底观测网的深海化学监测系统的设计

根据海底观测网和海洋科学仪器的特点,设计了能适用于海底观测网的深海原位化学监测系统.该系统由数据采集器以及阴离子分析仪、硝酸盐传感器、叶绿素传感器、溶解氧传感器、甲烷传感器等水下化学监测仪器组成.文中设计的数据采集器,能够与海底观测网科学仪器节点中接驳盒的标准供电和通讯接口进行连接,并能够对不同接口类型的仪器进行集成扩展.通过模拟深海环境试验以及浅海海试的验证,证明了该设计的可行性.     

煤钻机的振动研究及机构优化仿真设计

为研究钻机钻具的振动和挠度性能,在对钻具进行合理简化和假设的基础上,建立了三位煤钻的仿真模型,分析了不同钻深下的振动和挠度性能。根据结果设计了一种新型的钻杆稳定装置,并与普通煤钻相比,构造了一种三位煤矸石稳定器的仿真模型,为定稳定器的布置形式的设计提供了科学依据。     

石油钻机用耐冲击轴承

涡轮钻是我国陆、海油田打定向井,丛式并及深井用的重要井下动力钻具,支承节是涡轮钻具的关键部分,而支承节中滚动轴承则是核心。滚动轴承的使用寿命决定了支承节的工作寿命,也决定了涡轮钻具在钻进中的质量与可靠性,目前国内生产的涡轮钻具支承节内安     

膜进样装置在海水气体原位检测中的应用

海洋是巨大资源宝库,其中海底含有丰富的矿产资源。通过对示踪气体的检测可以确定海底资源的位置。膜进样装置是检测海洋中可溶性气体的原位检测技术的重要组成部分。该文阐述了膜进样装置的工作原理,并介绍了一种膜进样装置的结构。     

海底观测网接驳盒技术

利用海缆和接驳盒将布放在海底表面及海洋内的用于科学观测的仪器连成一个网络,并与陆地的因特网和电力网有机连接而组成的可实现长期、连续、实时的原位观测的海底观测网已经成为海洋科学研究的重要平台。研究和介绍海底观测网接驳盒所涉及的关键技术,包括接驳盒的电能供给及变换、高带宽通信与高精度对时、供电故障诊断与隔离、水下封装与设计等。基于所研究技术的接驳盒样机成功地进行水池和高压模拟试验、浅海运行试验、和深海组网试验等系列试验,并验证相关技术:基于直流变换的电能分配和供给方式可应用在海底观测网上;点对点的主干网光纤通信及多级树形结构的通信架构可满足海底观测网需求;独立端口的过电压、过电流和接地故障的诊断和隔离可提高系统的整体可靠性;模块化的封装结构和可维护的分离结构可降低成本并提高了系统的可维护性。     

石油钻具深孔钻技术

石油钻具加工属于大型管材的加工,深孔钻技术比较难掌握,稍不小心就会钻偏报废,钻正率仅达到92％。后来本厂经过多年实践和摸索,终于突破了这项技术难关。     

海洋地质调查方法与设备综述

要获取海底的地质信息,需要采用综合的海洋地质调查方法。当今海洋地质调查技术方法发展非常迅速,特别是计算机、电子信息技术的飞速发展和应用,海洋地质调查的应用越来越广泛,调查越来越深入。本文从实际工作出发,详细介绍了我国目前海洋地质调查技术的现状和使用的主要设备,并对我国海洋调查技术的发展作了展望。     

海底静力学参数原位测量系统设计

提出了一种适用于近岸浅水区的海底静力学参数原位测量方法;介绍了海底静力学参数原位测量系统的工作原理及设计要求;根据海底静力学参数原位测量系统的工作特点,设计了海底静力学参数原位测量系统,并重点讨论了探杆贯入的液压驱动系统.研究结果将为海洋探测系统的设计与制造提供指导.     

全常闭钳盘刹液压系统的设计与特性分析

本文介绍了12 000 m深海石油钻机绞车全常闭钳盘刹液压系统的设计,描述了全常闭钳盘刹液压系统的结构组成,阐述了全常闭盘刹液压系统的创新点与优势,通过AMESim仿真软件分析对比了常闭钳和常开钳制动过程的动态响应性能,最终得出了全常闭钳盘刹液压系统在满足传统盘刹液压系统功能的基础上,具有刹车力可线性比例调节、机电液一体化自动化程度更高、安全性能更高、制动过程动态响应特性更佳的结论。