基于PLC的双余度海底管道开孔机远程电气控制系统设计

为填补国内海底管道开孔机的空白,进行了海底管道开孔机的研制。鉴于其特殊的工作环境,需要远程控制系统对开孔机进行监控。为了解决远程控制系统所面临的可靠性、信号衰减、密封和剧烈震动的问题,设计了基于PLC和HY-TTC60的双余度远程电气控制系统。经过实验验证,该控制系统能够控制开孔机完成开孔;并能实时监视开孔机的工作状态。根据实验采集的数据判断,该控制系统精度满足设计要求。     

压力平衡式远程自动控制海底管道开孔机设计

为弥补国内在水下开孔技术领域与国外的巨大差距,研制了海底管道开孔机。海底管道开孔机在传动系统、压力平衡系统及远程自动控制显示系统采用了创新设计,满足了开孔机水下无人操控的作业要求。压力平衡系统设计要求平衡管道压力、防止海水渗入机体及避免密封机体内部因运动造成的阻尼过大等作用。远程自动控制系统采用电气控制和液压控制相结合的设计方案,利用电磁编码器采集工作状态信息,简化了机械计数装置,提高了监测和控制精度。通过开孔试验验证,开孔机工作正常,达到了设计要求。     

南岭多金属矿集区科学钻探孔成像测井资料综合研究

南岭多金属矿集区科学钻探孔(NLSD-1、NLSD-2)在钻进过程中实施了连续取心,并且进行了多种地球物理测井方法的测量。本文将超声波成像测井应用于科学钻探孔中,对钻孔中采集到的超声波成像测井资料进行了裂缝、破碎带特征分析,总结了裂缝随钻孔深度变化的规律,探讨了测井结果对多金属矿的指示意义。结果表明,钻孔地层裂缝以高角度斜交缝最为发育;裂缝发育优势走向为NW-SE向,反映钻孔地层裂缝形成时最大水平主应力方向为NW-SE向;对于赋存于破碎带中的多金属矿化层,超声波成像测井显示为暗色图像,常规测井表现为高极化率、高密度、高声波速度、低电阻率,间接指示了矿体赋存的可能。研究结果表明超声波成像测井在深部找矿中能够发挥重要作用。     

全压力平衡式海底管道开孔机设计

为满足国内海底管道开孔和管道维修的需求,进行了海底管道开孔机的研制。因为海洋管道开孔机要满足海底开孔作业要求,故重点研究了三种压力平衡方式用于开孔机的压力平衡设计,即活塞式、波纹管式和胶囊式压力平衡方法,并且通过研究比较选择了胶囊式压力平衡方法,对全机进行了压力平衡设计,胶囊式压力平衡可同时满足海底和陆上的开孔环境要求。通过开孔机实验,开孔机工作正常,平衡压力效果满足设计要求。     

南岭多金属矿集区科学钻探孔成像测井技术应用

南岭多金属矿集区科学钻探孔(NLSD-1、NLSD-2)在钻进过程中实施了连续取心,并且进行了多种地球物理测井方法的测量。将超声波成像测井技术应用于科学钻探孔中,对钻孔中采集到的超声波成像测井资料进行了裂缝、破碎带特征分析,总结了裂缝随钻孔深度变化的规律,探讨了测井结果对多金属矿的指示意义。结果表明,钻孔地层裂缝以高角度斜交缝最为发育;裂缝发育优势走向为NW-SE向,反映钻孔地层裂缝形成时最大水平主应力方向为NW-SE向;对于赋存于破碎带中的多金属矿化层,超声波成像测井显示为暗色图像,常规测井表现为高极化率、高密度、高声波速度、低电阻率,间接指示了矿体赋存的可能。超声波成像测井技术在深部找矿中能够发挥重要作用。     

管道不停输带压开孔技术介绍

管道不停输带压开孔工艺不但技术可靠而且效率高,对生产还不影响,是在检修技改领域值得推行的方法,实际使用证明效果良好。     

气体对于超声波流量计影响及其修正的实验研究

超声波流量计在测量液体流量时,往往要求管内是充满状态,但在实际应用中,常常出现液体中含有气体,从而造成测量偏差。为了能够修正该偏差,提出了多传感器组合使用,进行修正的方法。对管道中充满液体时,使用FDT—21超声波手持流量计进行流量标定;在含有气体状态下,使用38 k Hz的超声波发射及接收装置,测量不同含气量研究不同安装方式对于含气流量的测量影响,从而实现含气状态下水平管道中流量的修正。结果表明:水平管道液体流动时,含气会对超声波流量计测量结果造成误差,通过适当的修正方法可实现超声波流量计流量的测量,偏差大约在2%左右。     

预测力管道压浆质量检测方法的研究

通过比较的方法,介绍了目前国内外最常用的检测预应力管道压浆质量的方法,分别有冲击回波法、探地雷达法、超声波法、超声波层析成像法等几种检测方法。总结了这几种方法在工程应用上的特点,并根据国内外的研究应用结果,推荐冲击回波法为预应力管道压浆质量的检测方法。     

宽波束超声波流量计Lamb波发射技术研究

宽波束超声波流量计的研究是超声波流量计发展的趋势,但目前专门针对管道流量测量的宽波束理论研究较少,为此,在建立管道声路模型的基础上,推导了适用于管道流量测量的Lamb波的色散方程,给出了在管道中通过调整超声波发射频率激发Lamb波的方法,并分析了在该条件下管道中的声场分布,从而建立了一套管道Lamb波理论．在此理论基础上,设计了验证管道Lamb波理论的实验方案．实验敬据与理论推导基本吻合,因此从实验角度验证了管道Lamb波理论的合理性。     

大体积混凝土浇注质量缺陷处理方法

对大体积混凝土浇注施工出现的内部空洞问题,采用钻孔压浆补强方法,经超声波检测,此方法效果良好.     

基于COMSOL的钻井次声液面监测模拟

在钻井过程中为了实现溢流早期监测,需要实时测量井筒内液面深度,回声测距是目前常用的液面监测方法。本文基于COMSOL软件,模拟了钻井液面回声监测,该模型耦合了一维管道声学和三维压力声学,并采用参数化建模,通过控制变量方法对比分析声波频率、激发压力、管道压力、液面深度等因素对回声信号的影响。结果表明：声波频率在特定管道系统中存在最佳值,超过该值后,频率越高,信号衰减越快;激发压力越高,获得越强回波信号,可显著提升测距量程;液面深度过浅,激发波与回波重叠,会导致后期识别困难;液面深度过深,回波较弱,低于设备灵敏度。为钻井液面监测次声波传播机理分析提供了一种新的方法和思路。     

基于LS-SVM的超声导波管道缺陷二维重构

针对当前超声导波检测中的缺陷成像技术难点,提出了基于支持向量机的缺陷轮廓重构方法.通过实验和有限元仿真相结合的方式,获得不同大小缺陷的检测信号.采用最小二乘网络学习算法,选取缺陷回波数据作为支持向量机的输入,缺陷轮廓数据作为输出.建立了缺陷回波到缺陷二维轮廓的非线性映射,实现了缺陷轴向宽度和径向深度的二维轮廓重构,并与径向基神经网络重构效果进行了对比.实验结果表明,该方法速度快、精度高、泛化能力好,是管道超声导波定量化、可视化检测的一种可行方法.     

水平定向钻管道穿越中力学参数研究

针对目前定向钻管道穿越工程的理论与力学分析方面在很大程度上依靠经验,力学参数值难以定量确定的问题,通过对定向钻穿越施工中的土压力、泥浆压力等关键参数的理论分析,指出穿越工程中的三类垂直土应力,提出了最小需要泥浆压力和最大允许泥浆压力两个新概念,并推导出各自的计算公式。依据该公式对某管道穿越工程进行分析,得到了关键力学指标的定量值。水平定向钻管道穿越中力学参数的理论化可为工程实际提供参考。     

非开挖管道安装技术在市政管道维护中的应用

随着城市的快速发展,大量的市政排水管道需改建和扩建,由于传统开挖法的种种弊端,各种非开挖铺设管道的技术应运而生,而定向钻机拖管施工法就是一种比较有效的方法。这种非开挖技术具有工程造价低、对周边环境影响小、不需考虑降水措施等优点,在未来的城市管网改造中有着广阔的前景,值得我们去研究、开发。     

局部腐蚀油气管道失效压力计算方法

利用管道应力集中理论,以数值模拟数据为基础,建立一种局部腐蚀油气管道失效压力的计算方法。验证非线性有限元法评价局部腐蚀的可靠性,用该方法分析局部腐蚀半径及局部腐蚀深度对管道失效压力的影响;并与其他评价规范计算结果进行对比。结果表明,拟合得到的局部腐蚀油气管道失效压力计算方法的误差小,误差分布均匀,可以满足局部腐蚀油气管道失效压力的预测要求。     

水基钻井液中天然气水合物形成实验研究

在钻探过程中,当温压条件合适,钻井液易形成天然气水合物,造成管线堵塞、钻井液性能变化。研究2种水基钻井液对绿峡谷气水合物形成过程中的影响。结果表明实验条件下该2种水基钻井液很易形成水合物,受钻井液组分的影响,两种钻井液中天然气水合物形成速率具有明显差异。在相同的温度下,实验压力越高,天然气水合物越易于形成,反应越剧烈。采用定容压力搜索法,测定了在13~18 MPa时此2种水基钻井液与绿峡谷气形成水合物的相平衡数据,显示一种钻井液能够促进水合物的形成,另外一种钻井液对水合物形成有抑制作用。     

复合材料战伤抢修中的超声纵振制孔技术

为了解决飞机复合材料战伤抢修采用机械连接修理法制孔的难题以及修理便携式的要求,研究了基于超声纵振的制孔技术。首先结合钻头及切削刃的运动分析了超声纵振的制孔机理,其次设计了超声纵振制孔系统,重点研究了超声纵振换能器的振动原理,并通过有限元仿真优化的方式设计了换能器结构参数。实验证明,采用这种设计,可有效减少制孔对复合材料带来的分层、毛刺、拔丝等缺陷,同时满足前线机场野战抢修的需求。     

埋地管道泄漏数值模拟分析

针对不同因素对管道泄漏工况的影响进行了模拟研究。管道的铺设方式一般为埋地铺设,长时间埋地管道会因为外力破坏或管道自身老化、腐蚀穿孔等因素造成管道泄漏。管道泄漏时会造成重大压力损失和管道流体的损失,管道大孔泄漏后容易在地面上被检测出来,小孔泄漏不容易被检测出来。因此采用数值模拟方法,通过模型简化,同时考虑计算精度和计算成本,建立了埋地管道小孔泄漏扩散模型。分别研究泄漏压力、泄漏孔径、管道埋深、土壤性质、环境温度、泄漏孔形状和障碍物等因素对埋地管道泄漏扩散的影响。