水下摩擦叠焊作业过程仿真系统设计

为了缩短水下摩擦叠焊技术设备研制周期、节约试验费用、降低装置在海上试验和实际应用中的风险,设计了水下摩擦叠焊作业仿真系统。给出了系统总体设计方案,包含其主要工作内容和软硬件体系结构。开发了满足功能要求的仿真软件,介绍了软件的开发环境、功能和界面。通过一系列仿真实验以及缆索的受力及姿态分析,证明了系统的可行性。     

一种三自由度冗余驱动并联模块的刚度分析

研究了一种三自由度并联模块的刚度建模方法.该模块采用冗余驱动技术,可满足搅拌摩擦焊作业高刚度、大工作空间/机座体积比要求.分析了该模块的结构组成与工作原理,并应用螺旋理论建立其刚度解析模型,所获广义雅可比矩阵与驱动/约束刚度矩阵物理含义清晰.借助有限元分析验证刚度解析模型的有效性,进而实现全域刚度性能预估,为该模块的刚度优化设计及物理样机开发提供了理论依据.     

我国研制成功长航程水下机器人

中国科学院沈阳自动化研究所自上世纪90年代初开始自治水下机器人的研究开发工作。在国家“863”计划的支持下，沈阳自动化研究所与国内外多家单位合作，相继研制成功了我国第一台自治水下机器人——潜深1000m的“探索者”号原理样机和我国潜深最大的自治水下机器人——潜深6000m的“CR-01”和“CR-02”两型实用样机。该样机主要技术指标均达到设计要求，并在控制系统体系结构、     

摩擦叠焊在带压开孔作业中应用可行性分析

该文主要是介绍一种全新的焊接技术：摩擦叠焊技术,这种技术在石油行业有着很好的应用前景,该文着重分析其在带压开孔作业中的应用前景分析,可以说,这种技术将对带压开孔作业有着极其重要的意义。     

浅谈水下激光焊自动化修复工艺

伴随着迅速发展的现代焊接技术,水下激光焊自动修复工艺必然拥有非常广阔的应用前景,研究部门只有积极不断的探索,才能推动水下激光焊自动修复技术的创新发展。本文主要分析了激光焊接技术工艺参数,水下激光焊技术原理及特点,水下激光焊接自动化修复工艺的应用及测试。     

水下监控机器人简易控制系统的设计

该文介绍了一款适用于水深100m以内的水下监控机器人,以9S12XS64单片机为控制器核心设计了水下监控机器人的简易控制系统。详细介绍了其控制系统的组成、硬件电路与软件程序的设计,在此基础上完成了原理样机的开发。实验证明该控制系统简单可靠、操作方便、成本低廉。     

水下缝合摩擦焊接试验装置的研制

为了深入研究水下及深水厚壁钢结构裂纹修复新技术——缝合摩擦焊的连接机理及特性,研制了一种可进行水下焊接的缝合摩擦焊实验装置。实验装置由机械系统、液压系统和电控系统三部分构成。机械系统包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。液压系统为主轴头的高速液压马达提供动力。电控系统采用PLC为主控制器,通过控制伺服电机和液压伺服阀来分别控制主轴头的轴向进给运动和高速旋转运动,并提供操作方便的人机界面,对焊接过程和焊接参数进行实时跟踪和控制。本实验装置为缝合摩擦焊的工艺特性和连接机理研究提供了设备基础。     

试件形状对铝合金摩擦叠焊成形的影响

为了研究不同试件形状对铝合金摩擦叠焊单元成形的影响,选取7075铝合金为试验对象,使用ABAQUS有限元软件,对摩擦叠焊单元成形这一复杂的热力耦合过程进行数值模拟,在将其简化为二维轴对称模型的基础上,采用FRIC子程序和网格重划分技术进行分析.对比温度云图、变形情况以及应力分布,结果表明:试件形状能够影响焊接缺陷产生的以及缺陷的尺寸;相对于焊棒形状,焊孔形状对焊接缺陷产生的影响更大,直角焊孔对塑性金属的流动阻碍作用最大,倒角焊孔次之.圆角焊孔阻碍作用最小,更容易得到较好的焊接质量.     

安装/修井控制系统在深水油气田开发中的应用

针对与浅水干式井口相配套的海洋平台修井机已不能适应未来大量深水水下井口完井/修井的问题,介绍了典型的安装/修井控制系统功能原理、结构组成,对其关键技术参数进行了分析,并以国外某深水气田为例,探讨了安装/修井控制系统在水下井口的完井、修井作业中如何应用.对安装/修井控制系统在我国深水油气资源开发中的应用,具有一定的指导意义.     

水下作业机械手遥操作实验系统的研究

水下机器人在恶劣的工作条件下作业,对其采脾先进的控制技术具有十分重要的意义。针对SI－WR－Ⅱ水下机械手样机,开展了主从遥操作控制系统的研究,并实现了基于操纵杆的控制。     

水下采油树故障关断阀性能测试程序及应用

对于水下油气田开发,由于水下作业高成本和高难度,对于水下设备的可靠性提出了更高的要求,稳定的水下生产系统意味着减少生产关停和节省作业费用,直接决定着油气田的经济效益。生产样机严格按照标准对新产品进行性能验证,模拟现场长期作业中会出现的各种情况,能够为产品的可靠性提供保证。本文介绍了应用于水下采油树的故障关断阀的性能测试程序,其中包括压力循环试验、外部高压试验、温度循环试验等,模拟阀门在长期使用中会出现的开启关闭,处于水下需承受的外部静水压力,及内部承载流体的高温高压等情况。按照本程序对设计的新产品进行了验证。通过测试证明设计的新产品性能满足标准要求。     

新型水下自重构机器人水下机电对接技术

研究了一种应用于水下自重构机器人的新型水下湿式机电对接技术.采用多卡爪机械锁紧机构和充油密封方式,实现了水下可靠的机械与电气连接;利用机器人逆运动学方法实现关节的协调控制,进行对接过程末端模块的轨迹规划;利用对光电引导传感器组信号的优化来辅助水下对接;成功研制了该水下连接装置和基于该装置的水下自重构机器人样机.通过在样机上的实际应用,验证了该技术的有效性.     

水下分散自重构机器人取样模块的设计

摘要：
针对水下分散自重构机器人工程样机取样模块的结构特点,设计了一种与水下自重构机器人工程样机配套使用的新型抓斗式取样模块,介绍了其工作与控制原理和搭载方式,并研究了取样模块工作时的受力情况.结果表明,所设计的取样模块具有较好的可靠性. 关键词：
水下自重构; 水下取样器; 抓斗式; 取样模块 中图分类号： TP 24
文献标志码： A     

中国海洋深水油气工程技术与装备创新需求预见及风险分析

 着眼于中国南海油气工程技术与装备创新发展问题,通过专家咨询调研,梳理了深水油气工程技术与装备发展现状,并将其分成深水油气勘探技术与装备、深水油气田高效开发工程模式、深水钻完井关键技术与装备、深水油气生产与输送关键技术与装备4个领域,构建了相应的4级层次评价模型,运用德尔菲法和权值因子判断法对深水油气工程技术与装备进行了量化分析和重要性排序,并对相应的关键装备系统进行了风险分析。研究结果表明,在深水油气工程中比较重要的技术与装备内容包括：深水油气勘探技术、油气田开发先进井型技术、浮式钻井平台/钻井船总体结构设计制造技术、深水钻井隔水管安装与作业控制技术、水下井口系统设计制造技术及其安全高效安装技术、深水钻完井安全高效作业技术、浮式生产平台总体结构设计制造技术、水下采油树系统设计制造技术及其安全控制技术以及电液复合式控制系统设计制造技术等;深水油气工程装备组成复杂,海洋环境和作业工况恶劣,导致泥浆循环、深水钻井隔水管、水下井口与采油树、油气处理、水下管汇及水下生产控制等系统出现失效的风险较高,可通过优化设计控制降低装备失效概率。     

水下储油防污染及保温关键技术研究报告

该研究是在该课题组前期研究基础上的深化研究。主要解决常规水下储油技术存在的累积污染和难以储存高凝点原油的问题,并逐步为工程应用奠定基础。该研究优化了油水隔离式水下储油模式、开发模式及其适应条件,深化研究了水下储油保温技术、防污染技术、监测预警与应急保护技术,开展了水下储油工艺流程、测控技术、施工技术的应用性研究,完成了一项浅海水下储油技术示例设计和1/5比尺的海上中间试验。该成果的技术核心是油水柔性隔离置换技术。常规油水置换原理是油水不相溶,自然形成油水界面,但仍会有少量原油随水外排。采用油水柔性隔离置换,避免油水直接接触,从而从根本上解决污染问题,实现正常作业零排放目标。该技术同时允许在油水界面设置保温层,解决保温问题。本技术安全性高,可有效避免雷击风险,极大降低油气呼吸损耗,降低风浪影响。该成果主要包括如下创新技术:(1)水下储油生产模式,包括两种浅海生产模式和一种深水生产模式;(2)无污染油水置换水下储油技术,该技术通过试验验证了技术具备实施可行性;(3)油水置换界面活动式保温新技术,该技术经试验测试证明可行;(4)水下漏油应急收集与暂存成套技术。另外还研制温度场动态测试仪器一套,配套编制了测试与处理软件。该成果所述水下储油技术,具有与浮式生产系统、固定储罐平台相当的储油功能,适用生产规模范围广,既适于浅海边际油田采用,也适于新油田滚动勘探开发,具有重复利用等优点,与现有钻井、修井、采油、处理与输运技术能够良好结合,尤其适于边际油田开发,具有良好的推广应用前景。     

连续驱动摩擦焊能量参数的计算机一体化实时检测技术

摩擦焊能量参数检测是摩擦焊接技术领域研究的关键问题．根据能量转换和守恒定律,通过对连续驱动摩擦焊主电机定子电流、电压信号实时的计算机检测,结合摩擦焊过程能量传输的特点,利用可靠的参数计算模型,采用独特的浮动求差法,首次实现了对连续驱动摩擦焊输出功率、摩擦加热功率以及摩擦扭矩等能量参数的计算机一体化实时检测,并对摩擦焊诸能量参数的变化规律进行了研究．     

水下生产系统连接器及其关键技术

水下生产系统是深水油田和边际油田开发的一种主流模式。水下生产系统连接器是水下生产系统中将海底井口、采油树系统、管汇系统及水下控制系统进行连接的装置,因而其是构建完整水下生产系统的关键装置之一。为了进一步推进水下生产系统连接器的国产化进程,在调研其国内外研究现状的基础上,对卡爪式、卡箍式以及螺栓法兰3大主要连接器的结构特点和功能原理进行了简要概述,并对其特性进行了比较分析;同时,通过分析3类连接器的典型产品,总结了相关产品技术上所具有的共性,并揭示相关技术的发展趋势;最后,结合以上分析,总结了水下生产系统连接器的定位对中、锁紧和密封等关键技术,并明确了研发的难点所在。通过对现有水下生产系统各类连接器及其关键技术进行分析,可为突破其技术难点,实现其国产化提供建议和明确方向。     

基于神经网络BP算法的7075-T651铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳寿命预测

在对航空用5 mm厚7075-T651铝合金搅拌摩擦焊焊接接头进行低周疲劳实验研究的过程中,通过实验数据的获取,建立基于人工神经网络BP算法的搅拌摩擦焊焊接接头疲劳寿命预测模型.利用该网络模型对不同工艺参数下焊接接头的疲劳寿命进行预测.预测值和实验值比较表明,预测数据与实验数据吻合良好.该模型的建立为铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳寿命研究节省了时间.     

新型机器人化制造装备设计研究及建造

为利用现有资源开发新型制造装备、扩大企业制造能力 ,提高制造企业效益 ,针对机电产品制造业存在大量压力配合插入装配作业 ,研究开发了一种新型机器人化加工中心。同时阐述了压力配合插入装配作业的要求 ,讨论了加工中心和机器人功能和结构的同异 ,介绍了在机器人化加工中心上实现压力配合插入作业的特点及样机构造。经实验证明 ,已开发的样机可以有效地完成压力配合插入和螺钉装配作业 ,扩展了现有加工中心的应用范围     

铸钢桥壳成品轴头摩擦焊工艺研究与应用

汽车工业的飞速发展,对汽车的轻量化和高强度提出了更高要求。本文介绍的重型铸钢桥壳实现成品轴头摩擦焊焊接方法,是以高精度、低成本、轻量化、高效益为目标,根据设备条件,通过对摩擦焊焊接参数的试验、研究,及对焊接焊缝的取样设计和力学性能检测,确立了一套铸钢桥壳成品轴头摩擦焊焊接的工艺过程。该研究对铸钢桥壳轴头焊接结构设计及实际生产应用具有指导意义。