我国海洋装备技术发展的问题与展望

海洋装备技术的发展为海洋开发提供了强有力的支持.论文分析了海洋开发的新趋势以及加快发展海洋装备技术的必要性,探讨了我国海洋开发中存在的主要装备技术问题,研究了未来海洋装备技术的发展方向,并提出了加快发展我国海洋装备技术的相应建议.     

水下测试树国内外研究现状与国产化思考

水下测试树是深水测试过程中风险控制的关键性设备,在特殊海况时具有快速断开测试管柱、封堵井下管柱内高压油气以达到保护测试仪器和人员安全以及避免海洋环境污染的作用。通过大量文献资料收集和现场调研,分析了水下测试树的国内外研究现状,详细介绍了国外水下测试树的功能、结构特点、应用情况及国内水下测试树的发展与应用情况。对比分析表明：国外水下测试树现有产品功能强大、性能可靠、适用于不同海洋工况,且不同公司的产品在结构和功能上各具特点。同时,针对国内水下测试树的应用现状,提出了水下测试树国产化的研究思路以及研究开发过程中可能出现的问题,对促进我国海洋石油水下装备自主研发与制造具有重要意义。     

浮力驱动式水下航行器螺旋线运动控制与仿真

建立了浮力驱动式水下航行器的运动仿真模型,用MATLAB开发了仿真软件,对浮力驱动式水下航行器的运动进行了仿真研究.仿真算例表明,所建立的仿真模型是正确的,开发的软件具有较强的仿真功能;浮力驱动式航行器螺旋线运动模式的探索与实现,扩大了浮力驱动式水下航行器的应用范围,不仅可作远航程用途使用,而且可作定区域用途使用.     

高性能空心玻璃微珠制备技术与生产工艺2013年度执行报告

该课题在"十一五"承担任务的工作基础上,开展高性能空心玻璃微珠的工程化技术研究,以实现高性能空心玻璃微珠的批量生产,进而为固体浮力材料的国产化奠定坚实的物质基础。本课题2013年工作进展顺利,主要工作内容如下:(1)深化密度为(0.38±0.02)g/cm3的空心玻璃微珠的研制工作。通过比对试验,在压力为5500 psi时,T38的破损率为33.75%,VS5500的破损率为44.09%,课题所研制的密度为(0.38±0.02)g/cm3的空心玻璃微珠耐压性能优于3M公司同密度产品;(2)进行空心玻璃微珠表面改性探索性研究,为空心玻璃微珠/树脂体系的结合提供依据;(3)海山公司采用相关空心玻璃微珠样品,进行浮力材料制备,并根据实验结果进行工艺优化、配方调整等工作,并进行固体浮力材料性能测试,开展批量生产线规划工作;(4)进行固体浮力材料海上试验:其中,搭载"深海海洋仪器设备规范化海上试验"2013年度航次进行绞车吊放试验,并通过第三方独立检验,验证了课题研制的空心玻璃微珠制成的固体浮力材料样块吸水率性能达到课题任务书指标要求。同时进行了课题研制空心玻璃微珠与国外空心玻璃微珠制成的固体浮力材料的比对测试,试验结果表明两者吸水率性能相当。另外,通过潜标试验验证了课题研制的空心玻璃微珠制成的固体浮力材料样块水下长期吸水率性能达到课题任务书指标要求。     

浅谈我国深海石油勘探的现状及发展前景

随着世界经济的发展,能源需求不断增加。在市场需求压力和高油价的驱使下,未来全球海洋油气勘探开发将继续较快增长,投资不断增加,海上油气产量继续增长,勘探开采作业海域范围和水深不断扩大,我国也加大了深海能源的勘探力度,但与发达国家相比仍存在很大的差距。本文主要简述了我国深海石油工程行业的现状,指出我国海洋石油装备技术与发达国家相比存在的差距或不足,并结合当前实际,从海洋平台装备、海洋钻修井装备、水下生产装备等3个方面,对国内海洋石油装备技术的发展前景进行了展望。     

新型木棉纤维集合体的浮力性能

研究了采用新方法制作的木棉浮力材料的浮力性能.由于不均衡的结构导致浮力变小,因此研发了由空气梳理法和机械混合法联合制造的新型木棉浮力材料,并比较了这种材料和手工铺絮木棉浮力材料的浮力性能.同时,研究了新方法中切断、加热、形成木棉浮材的一步法过程对浮力性能的影响.结果显示,只有切断会导致浮力损失率的提高,其余对浮力性能都没有影响.这种新的加工方法可以改善木棉集合体的浮力性能.     

自主潜航器海洋环境监测发展及运用

 自主潜航器（AUV）能对水下环境进行动态监测,是一种新型海洋环境监测平台。AUV用于海洋环境监测的有效载荷主要是为满足水下探测、测量和通信而配置的水声、电子和光学等设备。按功能任务划分,AUV的海洋环境监测载荷通常包括海洋探测设备、测量设备和通信设备等。介绍了国内外AUV装备研发情况及其海洋环境监测设备,梳理了AUV海洋环境监测运用现状,探讨了AUV海洋环境监测运用发展的方向。     

高浮力游泳衣填充材料的设计与计算

研究浮力材料的体积与其浮力的关系,优选出最佳的填充材料,计算合适的填充体积是实现高浮力泳衣开发的关键.文中运用自制的、采用电阻应变片式称重传感器和计算机联合的、高精度浮力测试装置,测试了4种高浮力填充材料(泡沫塑料)的浮力,优选出高浮力游泳衣的最佳填充材料,建立了浮力材料的体积与其浮力的线性方程.根据不同体重人体浮于水面所需要的最小浮力,计算出高浮力泳衣所需填充材料的最小体积,为开发高浮力泳衣提供数据支持.     

深海石油钻采隔水管浮力材料的制备及其强度分析

隔水管系统是海洋石油钻采的重要技术装备,而浮力块是深水条件下钻井隔水管系统的必备部件。笔者使用碳纤维增强聚合物中空球,与环氧树脂、空心玻璃微珠以适当比例混合,采用真空浇注工艺制备3组分隔水管浮力材料,并采用有限元软件ANSYS对浮力块在不同的工况下进行强度分析。研究结果表明,浮力材料密度为500kg/m~3,压缩强度为60 MPa;浮力块最大变形发生在其自由端,其值为4.08mm;最大应力发生在与隔水管相邻的结构上,其值为50.02MPa。最大变形值和应力值均很小,所制备的隔水管浮力块强度满足3 000m水深以内钻采作业要求。     

自走式海缆埋设机面世

我国第一台自走式海缆埋设机“CISTAR”在中国科学院沈阳自动化所研制成功，它标志着我国作业型爬行水下机器人技术获得重大突破，提高了我国海缆建设能力和装备水平，为爬行式水下机器人进一步研究与开发提供了技术基础。它的研制成功，将满足我国国民经济和国防建设在这方面的需要，海洋开发和海洋工程等国民经济建设领域也因此项技术得以扩展。     

水动浮力

在自然界,存在水静浮力和水动浮力.一个在水下或水面静态的物体承受水静浮力,阿基米德发现水静浮力的定量值等于该物体的排水量.一个在水下或水面对水平面保持某一攻角运动的物体会激起水动浮力.从物理定性看,水动浮力与运动物体的速度、尺度、吃水深度、攻角的角度、水的密度以及体现重力场对流场作用的重力加速度等物理因素密切相关.如果用数学解析式表述水动浮力的定量值,那么它是这些物理因素的函数.人们希望知道水动浮力,为此,提出研究这个问题.本文利用一种新的积分变换求解水动浮力问题,得到水动浮力定量值的解析表达式,该式概括了运动物体相关物理因素对水动浮力的贡献和它们之间的相互制约关系,与物理定性相符合.用本文的结果设计建造的实船,在实航验证时显示:理论计算得到的结果与试验实测得到的数据相符合.这表明,本文的研究结果是符合实际的,具有普遍意义.该方法可解决很多水动力工程的设计和生产问题.本文在最后,对比我们的研究结果,对前人的水动升力近似估算式做了讨论.     

水下滑翔器设计参数与运动性能分析

水下滑翔器设计参数对其运动性能具有重要影响．通过对水下滑翔器稳定运动状态的分析,获得其设计参数与整体运动性能的关系,并得到参数的取值范围,用于指导水下滑翔器设计过程．为此,详细分析了水下滑翔器稳态运动时的攻角、运动方向、速度和设计参数之间的关系,并得到水下滑翔器设计参数需要满足的约束条件．通过分析水下滑翔器的运动性能,得到旋转重物的偏心量和浮力调节系统位置等参数的优化取值．最后,文章设计了水下滑翔器的物理样机,并进行了水域试验,验证了设计和分析的有效性     

浅海浮力平流效应

浮力平流直接影响着海洋内部的湍流混合过程，制约着海洋热盐结构的形成和变化。这一过程在浅海，尤其在象渤黄海那样具有较强浮力平流的中国大陆沿岸带海区，是十分重要的。本文主要讨论浅海浮力平流对温跃层和海洋锋的影响，从理论上导出的浮力平流效应作用下潮混合锋的公式，并以南黄海为例进行了计算，计算结果是令人满意的。     

多AUV水下协作搜索研究现状与展望

随着各国对海洋研究的不断深入，海上作业越来越频繁，作为探索海洋的重要工具，自治水下机器人（autonomous underwater vehicle，AUV）在海事搜索方面的发展也越来越受到关注。多AUV协作搜索控制作为多AUV研究的主要方向之一，在促进海洋科学与工程技术进步、海洋资源探测与开发、国家海防安全与海洋战略实施等方面有着十分重要的意义。首先，综述了近些年来多AUV协作搜索控制的国内外研究现状；然后，从AUV自身和环境的外界约束，以及海洋探测等方面，分析了多AUV水下协作搜索控制研究所面临的技术难点和存在的问题；最后，通过分析当前多AUV协作搜索控制的进展和实际需要，对多AUV协作搜索系统的发展趋势进行了探讨。     

基于海洋动物载体的传感器监测技术现状及发展方向

海洋水下监测技术是建立海洋环境立体实时监测系统的重要组成部分,是各国海洋科学和海洋军事领域的研究热点。本文综述了海洋动物作为海洋传感器载体在海洋监测中的应用,以及海洋生物标签技术与海洋监测传感器技术的发展过程,对基于海洋动物的水下移动监测平台及其未来在海洋环境、海洋资源和海洋军事领域的潜在应用价值进行了展望,指出构建我国海洋动物传感器技术体系的关键问题在于新型传感器的研制及其在海洋动物中的应用研究。     

科技动态

海洋开发事业 随着新世纪的到来,我国的海洋开发事业将进一步发展。海洋开发事业包括:海洋油气、海洋水产、海水淡化、洋底采矿、海洋能开发等。海洋开发需要高技术作支撑,例如水下探测、遥控、通信、定位,海底钻探,各种水下机器人,高强度、防腐、防附着材料,高分子复合材料制作的膜,基因工程和细胞工程,等等,都涉及到一系列高技术领域。这些技术有     

智能水下机器人研究进展

 随着机器人技术的进步和海洋开发需求的日益加强,智能水下机器人技术已经成为世界各国致力发展的技术领域。本文介绍国内外智能水下机器人的发展现状与发展趋势,分析智能水下机器人的关键技术及未来的发展方向。     

基于Sobol’法的Petrel-Ⅱ水下滑翔机能耗参数灵敏度分析

水下滑翔机作为一种新型水下航行器,可通过浮力驱动实现多剖面连续运动.由于其强大的续航能力和较高的隐蔽性,被广泛应用于海洋调查和军事探测等领域.商业化水下滑翔机大多由自身携带的电池提供能源,由于电量限制,需开发更低功耗的水下滑翔机.本文基于动力学和流体力学理论,结合水下滑翔机工作流程和单元试验数据,建立了Petrel-Ⅱ水下滑翔机的单剖面能耗模型,海试数据表明,模型计算误差仅为实际能耗的1.3%,.采用Sobol’全局灵敏度分析方法得到了航行参数和设计参数对水下滑翔机能耗的1阶灵敏度和总灵敏度.结果表明,滑翔机下潜深度h、俯仰角度θ和航行速度V对单剖面能耗影响有着重要影响,其1阶灵敏度系数分别为0.388,8、0.227,2和0.138,0,总灵敏度系数分别为0.478,0、0.301,2和0.247,2.滑翔机纵向力系数Cx和横截面积S的灵敏度处于中间水平,其1阶灵敏度系数分别为0.044,0和0.034,5,总灵敏度系数分别为0.081,8和0.066,5.浮力驱动点位置lb、滑翔机总重G和垂向力系数Cy的1阶灵敏度系数和总灵敏系数均接近零,其值的波动对水下滑翔机单剖面能耗几乎不产生影响.     

厦漳泉海洋工程装备产业计量需求调研分析及对策

<正>海洋工程装备产业现状海洋工程装备是人类开发、利用和保护海洋活动中使用的各类装备的总称,是海洋经济发展的前提和基础,处于海洋产业价值链的核心环节。海洋工程装备制造业是战略性新兴产业的重要组成部分,也是高端装备制造业的重要方向,具有知识技术密集、物资资源消耗少、成长潜力大、综合效益好等特点,是发展海洋经济的先导性产业[1]。2012年9月,《福建海峡蓝色经济试验区发展     

浮力调节装置的设计

实现潜器在海洋中进行垂直剖面海洋参数测量的驱动方式有浮力驱动、螺旋桨驱动、喷水推进等,文章介绍了一种应用于深海垂直剖面测量的动力驱动系统——浮力调节装置,分别从装置组成、工作原理、液压系统和关重件设计四方面展开论述。