卡爪连接器卡爪周向定位及运动稳定性研究

卡爪与驱动环的配合角度决定着锁紧后卡爪和驱动环能否实现自锁。在介绍卡爪运动部件工作原理的基础上,对卡爪与驱动环的配合角度和卡爪周向定位机构进行了研究,采用NX8.5软件建立了卡爪三维模型并导入ADAMS软件中进行运动仿真,同时根据仿真曲线分析了卡爪的运动特性。分析结果表明:为了实现深水卡爪连接器的自锁,卡爪与驱动环的配合角度为3°;通过对比有、无周向定位机构时卡爪张开角度、质心位移和周向转动角度曲线,证明卡爪周向定位机构能够保证卡爪周向定位,并能有效提高卡爪运动的稳定性。所得结论可为深水卡爪连接器的密封设计提供参考。     

锁块式水下连接器技术研究及发展趋势

海洋水下连接器是保证水下操作安全、远程操控自动连接或脱离的关键技术设备。介绍了海洋水下连接器技术发展现状,重点针对GE Vetco Gray公司的H4连接器及Dril-Quip公司生产的DX系列连接器的功能原理、结构特点及性能参数进行对比分析,最后提出了锁块式连接器的发展趋势:采用应急解锁技术使结构更加可靠;采用水合物抑制技术使操作更加安全;安装方式、控制方式更加自动、快捷;工作水深不断增加,压力等级不断提高。     

ROV水下辅助摄像系统设计研究

ROV是人类开发利用海洋的重要载体,越来越广泛地在世界范围内获得应用。常规的可视系统在水质较混浊的情况下,可视距离较短、成像质量较差。通过设计了一种辅助摄像系统,使水下摄像拍摄路径上的水质变清,从而提高拍摄质量,具有广泛的应用前景。     

深水水平连接器注水罩设计

针对深水水平套筒式连接器的特殊连接方式,以连接器的安装工具与注水罩的安装工具共用的原则,设计了卡爪式注水罩。分析了卡爪式注水罩的工作原理和安装过程,验证了卡爪式注水罩结构的合理性。对卡爪式注水罩的锁紧机构及其卡爪进行了受力分析,通过有限元计算,校核了注水罩结构的强度。结果表明:卡爪式注水罩结构合理,强度满足工程需要。     

QZ型卡爪式脱接器的试制与应用效果

QZ型卡爪式脱接器是抽油杆与大泵活塞的专用对接工具。本文着重对其技术规范、适用范围和结构原理进行了介绍。现场试验表明,这种新型脱接器的各项性能指标均达到设计要求,尤其是与φ70mm抽油泵配套使用,可获得显著经济效益。     

水下导管架调平器卡爪实验研究

导管架调平器是海洋石油平台导管架安装专用机具,其关键技术国内尚属空白.研制了调平器实验样机及其关键部件卡爪,对调平器卡爪的力学性能进行了实验研究.卡爪的力学性能与其选材有很大关系,通过卡爪极限载荷实验初步得出了不同材质卡爪所能提供的夹持力与最大提升调平力的关系.实验结论可为设计工程实际用调平器提供技术设计参数.     

水下连接器性能鉴定试验技术研究

深水油田的开发对水下连接器的可靠性提出了更高的要求。性能鉴定试验是检验和保证水下连接器产品的性能和可靠性的重要手段。介绍了国际标准中对于新技术的定义、分级及合格性鉴定的要求和流程,对水下连接器测试应遵循的标准进行了分析。总结了水下连接器性能鉴定试验需要进行的试验内容以及标准中对于各项试验的具体要求。指出我国应加强性能鉴定试验程序体系及试验支撑条件的建设,以促进水下连接器及相关产品的研发。     

螺栓连接式水下井口连接器结构性能分析

水下井口连接器是海洋油气勘探开发的重要设备,工作时面临的工况和环境较复杂。通过三维有限元计算,分析了螺栓连接式水下井口连接器在安装预紧模式、生产模式及钻完井和修井模式下的结构性能,研究了外部载荷、金属密封垫环接触力、螺栓应力应变等参数之间的相互影响规律。建模时密封垫环采用GK3D8单元来模拟接触的非线性行为,其他模型采用C3D8R单元划分网格。分析结果表明,内压循环载荷对连接器预紧能力的影响很小;钻完井和修井模式下,螺栓是毂面分离后的主要承载部件;连接器在发生塑性破坏或达到结构极限强度时,金属密封垫环仍能有效密封内压。     

基于OrcaFlex水下采油树钢丝绳下放作业窗口研究

水下采油树的下放安装作业环境载荷非常复杂,下放作业窗口是我国南海水下采油树下放过程中亟待解决的关键问题.针对东方1-1气田73 m水下采油树钢丝缆绳下放安装方法,分析了水下采油树下放作业过程.利用OrcaFlex建立了工程船-钢丝缆绳-水下采油树系统的耦合模型,研究了不同浪高、流速、波浪方向角等关键因素对水下采油树安装...     

重力式平台水下储油保温技术研究

对重力式平台的水下混凝土储油罐进行了温度场的数值模拟,发现罐壁周围的凝油层较厚,在一个储油周期中储油罐需加保温层才能满足原油的储运要求。为了提高水下储油罐的保温性能以满足海底原油的储运要求,提出了三种适用于水下储油罐的保温方案,并对经济效益进行了对比分析。结果表明,采用聚氨酯泡沫保温方案能显著提高储油罐的保温性能,且符合经济效益最大化原则,同时具有较高的工程可行性。     

深水水下采油树下放作业窗口研究

深水水下采油树的下放安装作业环境载荷非常复杂,确保采油树的下放作业安全是亟待解决的问题。为此,分析了水下采油树下放作业过程,建立了下放管串力学模型,确定了采油树下放作业准则,建立了采油树下放作业窗口分析方法及流程,并研究了采油树质量、波浪周期、浪向角和水深对采油树下放作业窗口的影响。研究结果表明,在表面流速小于0.85 m/s、波高小于7.2 m的情况下,采油树可实现安全下放;采油树质量增大导致下放作业窗口变小,主要影响作业窗口的最大有效波高;波浪周期在9~11和15~29 s时下放作业窗口较大,不同浪向角下推荐平台艏向与波浪成45°;随着水深的增加采油树下放作业窗口逐渐变小,水深对窗口的最大有效波高影响较大,对最大表面流速影响很小。     

深井特殊结构井打捞解卡作业技术研究

针对辽河油田深井、特殊结构井打捞作业存在的实际问题，分析深井、特殊结构井打捞解卡作业的技术难点，在此基础上研制了井下液压增力打捞解卡工具，经室内及现场试验证明，可产生1200kN液压解卡力，且直接作用在落鱼上而不增加上部打捞管柱及作业设备提升系统负荷，可实现打捞作业“小修代大修”，具有广阔的应用前景及实用价值。     

全电式水下阀执行器多电机协同控制策略研究

水下采油树全电执行器多电机协同工作时,由于误差等导致减速器发生振动。为了减少同步误差导致传动系统发生振动的情况,通过对多电机协调策略进行研究,从控制算法层面提出了一种基于改进粒子群算法优化模糊PI补偿器的多电机协同控制策略。使用Logistic混沌映射并结合中心耦合游移的策略改进粒子群算法,采用改进后的算法离线优化模糊控制器的隶属度函数。为了得到最小的同步误差,在适应度评价函数中引入同步误差项。为了验证该方案,建立了Simulink/Adams联合仿真模型,在Adams中以轴套力柔性连接替换理想约束,建立了联合仿真模型和传动机构动力学模型,对传动机构的振动情况进行了仿真。研究结果表明,该方法通过减小同步误差,能有效减轻传动系统的振动情况。所得结论可为多电机协同控制提供参考。     

压力平衡式密封保护水下电缆方法研究与应用

水下电缆在深水海底存放需要进行绝缘密封保护,且因水下压力高、温度低,对密封性能要求较高。常用的水下电缆绝缘保护方法不能同时既保持电缆接头完整性,又保证电缆绝缘性能。流花11-1油田"南海挑战号"平台坞修解脱时需要将水下电缆解脱并存放在300 m水深的海底至少8个月,为此研究出了一种不破坏电缆接头(芯)的压力平衡式密封保护水下电缆新方法,自行研制了新型电缆密封管,并进行了氦气密封测试,在实际工程应用中取得了良好效果,从而为其他有电缆接头完整性保护需求的深水电缆应用提供了借鉴。     

利用小型工程作业资源打捞和修复坠于320m水下半潜式平台系泊腿的技术创新与实践

在深入分析施工技术难点的基础上,通过技术创新,利用小型DP定位船和小功率ROV完成了坠于320m水下半潜式平台系泊腿的打捞和修复,该项海上施工作业比使用大型作业船节约工程费用约400万美元。