气泡艇机动过程中气泡稳定性分析

该文采用基于RANS的数值模拟方法对气泡艇在机动过程中(横倾、斜航和回转)的气泡稳定性及其受力情况进行了研究,获得了气泡艇机动状态下的艇底气泡形态、自由面兴波和压力分布等结果,初步分析了机动过程中,气泡是否可以形成并稳定维持、气腔内气泡的形态以及喷气对气泡艇稳定性的影响等问题,计算结果可为气泡艇方案设计提供参考。     

大容量飞轮储能系统优化控制策略

首先分析了飞轮储能系统中双向能量变流器的基本原理,然后提出了飞轮储能系统的充放电优化控制策略,包括充电时的改进复合控制策略和放电时的综合优化弱磁控制策略,解决了应用传统控制策略所面临的局限性,并给出系统控制框图。进行了仿真研究和实验验证,结果表明,所提出的充电控制策略适合飞轮工作模式,恒转矩控制至恒功率控制切换迅速;所提出的放电控制策略能在全功率范围内稳定直流母线电压,是有效的和可行的。     

DM13.7/4.5型动力猫道研制与应用

在整个钻井过程中,管柱输送效率严重制约石油钻井效率及成本,尤其在超深井更为明显。依据陆地石油钻机向超深井、自动化、智能化发展实际需求,研制了9 000 m超深井石油钻机用DM13.7/4.5型动力猫道。该装置采用电控液技术方案,主要由基座、支撑臂、运移臂、坡道等组成,通过检测系统、速度控制系统、安全保护系统实现了管柱从井场的管子堆场与钻台之间一键式自动输送作业。通过现场试验,该装置输送139.7 mm(51/2英寸)管柱循环周期为80～100 s,可承运4.5 t的钻铤及609.6 mm(24英寸)套管,运行平稳,降低了人工作业强度,提高了管柱输送效率,提高了作业安全性,有效提升了钻井作业的自动化、智能化水平。     

快速自动加重配浆系统研制与应用

在油气井钻开储层时,极易发生井涌、井喷等事故,井队必须储备大量的备用加重钻井液,以实现快速压井,确保井控安全。储备加重钻井液的配制通常采用常规的混浆设备进行混配,效率低、劳动强度大,同时造成巨大的浪费。开展了快速自动加重配浆系统的研制。该系统由快速混浆装置、空气动力装置、除尘装置、钻井液密度自动检测装置、自动控制系统、HMI人机交互终端等组成。现场应用表明,快速自动加重配浆系统最大混配速度2.2 t/min,配浆精度0.00 1 g/cm³,混浆均匀, 可适用于各种不同工况作业的要求。     

500kW飞轮储能电源系统设计与实验研究

为满足钻机动力系统调峰运行要求,研制了一套电动功率110 kW、发电功率300~500 kW、储能4 500 Wh的飞轮储能电源系统。该系统采用合金钢高速飞轮储能、永磁同步电机实现电能充放,采用DSP控制功率器件实现电机的变频调速和发电整流。用有限元分析方法求解高速飞轮、永磁体嵌入式电机转子的强度问题。飞轮电机轴系采用永磁轴承与滚动轴承混合立式支承方式,本机动平衡后,系统平稳运行到额定转速3 600 r/min。飞轮储能电源系统在1 800~3 600~1 800 r/min区间充电放电循环效率为86%。     

石油钻机动力系统飞轮储能调峰试验研究

石油钻机的起、下钻工况中的载荷具有大幅度波动特性,测试表明5 000 m机械钻机起钻工况功率波动幅度为100～800 kW,周期为120～220 s。为改善钻机动力的传动特性和降低动力功率配置,提出应用飞轮储能和调峰电机进行功率输出调峰运行新方案。根据起、下钻典型工况参数,研制了400 kW飞轮储能动力调峰系统。钻机下钻调峰运行试验结果表明,飞轮储能动力调峰系统能够快速响应载荷的变化,将柴油机在冲击载荷作用下的转速下降幅度减少50%,黑烟突增时间缩短60%。     

全局流场优化驱动的船舶水动力构型设计新方法

以船舶数值仿真技术为依托,以高速计算能力为基础,结合船体几何重构与变形技术,并将其融入基于现代优化分析理论的设计流程,建立了一种全局流场优化驱动的船舶水动力构型设计新方法/模式,国际上称之为SBD(Simulation Based Design)技术。该文系统介绍了该设计方法的概念内涵和关键技术,对国内外相关研究进展情况进行了总结和评述,并对后续发展趋势以及该方法在船型创新设计中的重要性进行了分析。