钢悬链线立管与海床土体接触问题的ANSYS有限元分析

钢悬链线立管(SCR)与海床土体的接触问题对立管的疲劳寿命影响很大.运用ANSYS有限元软件中的接触单元模拟SCR与海床接触处的相互作用,考虑海床土体的非线性,建立SCR与海床系统有限元模型,并同已有的等价梁-弹簧模型进行了比较和验证.运用该模型进行计算分析,探讨了管道重量、土体模型和摩擦系数等对管道入土深度和弯矩的影响,为进一步研究SCR与海床的相互作用提供参考.     

基于探地雷达的土体构型无损探测方法研究

土体构型对土壤水分、溶质运移过程和作物成长等有显著影响,常规测量采用人工挖土壤剖面取样、实验室化验分析等方法,其周期长效率低。针对以上问题,以探地雷达波形及其图像为研究对象,从检测土体构型的属性(层次、层厚、土质)入手,提出了一种使用探地雷达快速测量土壤土体构型的无损探测方法。基于探地雷达波形图像的纵向梯度信息能够反应土壤分层,采用包络检波法从探地雷达回波中提取包络信号,利用Hilbert分析其瞬时相位来确定分层位置;鉴于土壤介电常数与雷达回波振幅的关系,采用探地雷达回波振幅反演各层介电常数,由介电常数推算雷达波在土壤中的传播速度,以此得到土壤剖面各层厚度;根据探地雷达波形图的图像噪声与土壤砂壤比之间存在定量关系,提出采用主成分分析方法对每一层土质的图像进行噪声估计求得各层土壤的含砂量,结合支持向量机进而辨识各层土壤土质。建立涵盖地域信息、土壤指标、探测信息、图像多特征融合信息的土体构型知识库,并编制快速识别土壤土体构型的信息系统,在内蒙古自治区呼和浩特市周边2个试验基地、6个采样点、4类土壤土体构型使用该方法进行野外探测验证。研究表明:在上述地区地表以下1 m范围内的土体构型识别正确...     

基于神经网络优化算法的海洋动态缓波型立管设计

柔性立管连接海上平台和水下生产系统,缓波型构型可以减轻其受到的顶部张力和疲劳损伤,触地点处系链对于固定水下立管起着重要作用,然而加装系链的缓波型立管系统设计更为复杂。通过缓波型基本理论计算出合理的立管初始状态,之后使用立管分析软件OrcaFlex,在充分考虑环境因素、船体结构、立管材料和线型以及重力块、浮力块、系链等配置参数的情况下,建立缓波型立管系统有限元模型,通过静动态分析验证其满足设定的关于立管构型、张力、弯曲半径,系链张力和FPSO偏移量5个约束条件。结合神经网络优化算法和遗传算法制定出针对文中立管系统的优化算法并通过MATLAB编程将浮力块数量优化至最少,之后基于L-M算法构建神经网络模型,通过迭代训练提升精度,得到最终参数优化结果。通过对比优化前后静动态分析结果可知：优化后浮力块数量大幅减少,立管最大有效张力大幅减小,而悬挂段最低点深度有一定程度的增大,整体构型更趋向于合理的缓波型构型。     

海洋纤维增强热塑性立管极限承载拉力预测方法

海洋新型纤维增强热塑性立管因其可盘卷、耐腐蚀、耐疲劳和轻质化等优点,在深水油气开发中应用前景十分广阔。热塑性立管具有复合材料的各向异性、受力耦合效应及复杂的本构关系,且承受浮体运动和复杂海洋环境载荷,其失效模式尚未明确。针对轴对称载荷作用下纤维增强热塑性立管极限承载力问题,进行热塑性管稳态热传导和热应力的理论推导,求解了稳态温度和应力分布,首次给出了在任意温度载荷作用下管体径向位移的解析解,并直接求解其径向、轴向、环向和剪切应力。采用各向同性层Von Mises和各向异性层最大应力（Max Stress）准则或Tsai-Hill准则判定热塑性管的失效,基于应力分布、失效准则和二分法计算了热塑性管的极限载荷。温度载荷、纤维铺设角度和径厚比对管道的应力分布影响显著。不同温度载荷会改变失效指数沿径向的变化趋势,增大轴向拉力将增大热塑性管的失效指数,选用不同的失效准则在管体失效判定上存在一定的差异。热塑性管温度越低、纤维铺设角越小及径厚比越大,管道对轴向拉伸载荷的承载能力越强。     

探边测计算储量方法的数值研究与实际考虑

利用探边测试计算储量有压降法、压力恢复法和麦斯盖特法。实际应用中发现，三种方法计算的储量差别很大。为此，使用油藏数值模拟方法对3种计算方法进行检验。结果证明：压降法计算的储量较为精确，压力恢复法和麦蓁盖特法计算的储量误差较大，只能当作参考。     

皖南采用巷探与探采结合的效益分析

皖南多高山峻岭,绝大多数煤层赋存在山上,倾角45°左右。龙潭煤系一般含煤1～3最上的C煤层在绝大部分地区可采,平均厚度1m左右,最厚达2～3m。解放后,通过大量山地工程和近百万米钻探工程,对本区地质构造、煤系煤层已基本控制。已探明储量1.2亿吨,尚待勘查的储量约有1.3亿吨,它们大多分布在高山区,用钻探很难施工,有的根本上不去。据煤田二队资料,即使是条件较好的地点,1989年钻探每米成本已达120元。由于钻探手段本身的限制,所取得的地质资料有时又不能满足工业评价,因此,有必要将传统的以钻探为主的方法改为与地方联合巷探为主的方法,并采取有偿转让给煤炭生产用户或联营的办法搞活地质队。     

岩石压入硬度及其在坑探工程中的应用

为了探讨压入硬度与点载荷强度之间的关系及利用压人硬度预估冲击钻凿岩石可钻性的可能性，采用2种不同直径的压模，在39种岩石中进行了史氏压入硬度试验，同时还进行了不规则岩样的点载荷试验及风动凿岩机的钻速测定。     

区域化探资料在提高农作物产量上的应用成果

1991年,利用冀东地区已有1:20万区域化探资料,进行了在农业中的开发应用研究,在此基础上,选择区内微量营养元素和有益元素缺乏区,开展了增施微量元素Zn、Mn、Mo、B和Co肥料提高水稻、玉米、花生和苹果产量的应用研究。试验结果表明,增施微肥后,水稻、玉米、花生产量提高,平均增产10%以上,亩增收入平均40元以上,苹果增产30%以上,亩增收入大于1000元,增产效果和经济效益是明显的。这项成果如在整个冀东地区推广,其经济效益将是巨大的。