筏式波浪能发电装置浮体水动力相互作用与能量俘获研究

基于三维势流理论,建立筏式波浪发电装置多浮体水动力模型。利用AQWA水动力软件研究多浮体水动力相互作用对发电装置浮体单元水动力系数的影响;将能量转换系统等效成刚度-阻尼模型后,对其进行不规则波时域模拟,对比分析方向谱和频率谱波浪模型对波浪发电装置能量吸收的影响。结果表明:浮体之间的水动力相互作用对浮体单元纵荡方向上的附加质量与辐射阻尼系数有明显的影响,对垂荡和纵摇方向上的水动力系数影响较小;不同的波浪模型下,能量俘获功率有着较大的差别,特别是在迎浪状态下。     

塔里木盆地西部的新生代断裂活动

研究区以塔里木盆地西部的巴楚隆起为核心,包括其南侧的麦盖提斜坡和北侧的北部坳陷(阿瓦提凹陷)。这里新生代断裂异常发育。以鸟山-古董山地区为重点,通过精细的地震剖面解释,在塔里木盆地西部识别出5期新生代断裂活动,分别发生于:白垩纪末-古近纪初(ca.65Ma)、中新世末-上新世初(ca.5Ma)、上新世末-更新世中期(ca.3~1.5Ma)、更新世中-晚期(ca.1~0.1Ma)和全新世(ca.0.01Ma)。中寒武统和古近系膏盐层构成了研究区的2个主滑脱面。ca.65Ma的冲断受控于基墨里中间大陆与亚洲大陆碰撞的远程效应;ca.5Ma、ca.3~1.5Ma、ca.1~0.1Ma和ca.0.01Ma的断裂活动(包括滑脱断层、冲断层、走滑断层和正断层)均受控于印度-亚洲碰撞的远程效应。晚新生代(中新世以来)的断裂活动以脉动式冲断为特征,两次相邻脉动式冲断之间为时间不等的短暂的构造间歇期;间歇期构造平静,甚至可以形成正断层。     

鸭式波浪能转换装置的水动力特性及效率研究

为了更加切合实际地研究鸭式波浪能转换装置的水动力特性及效率,考虑了鸭式装置可绕定轴转动以及装置的附加质量和附加阻尼,以ANSYS14.0软件为平台建立二维数值波浪水槽,对装置在不同波浪条件作用下的受力情况与运动情况进行了数值模拟与分析。结果表明:(1)在相同波高条件下,随着波浪周期的增大,装置受到的水动力力矩增大,转换效率下降,转换效率最高可达到70%;(2)在相同周期条件下,随着波高的增大,鸭式装置受到的水动力力矩也随之增加,波浪在经过装置后波高会发生衰减;(3)装置转换效率总体可维持在70%左右,但由于波峰到达装置时会有部分波浪从其顶部越过,随着波浪波高增大转换效率缓慢下降。为该装置的实际应用提供理论支持。     

联合XBT和WOA13模型盐度信息的深水走航声速准确确定

在走航式海洋调查测量中通过投放XBT仪器来获取海水声速剖面,存在由于缺乏实测盐度信息导致的缺陷,其对深水海域的海水声速测量影响尤甚,并进一步影响到海洋水深测量精度。对国际WOA13模型进行了解析及适用性评估,提出了联合XBT和WOA13模型中盐度信息的深水走航声速准确确定方法。实例结果表明,该模型可有效弥补XBT无实测盐度支持及自身探测深度不足的固有缺陷。多个声剖站的全深度声速推算值与实测值间的互差仅有-0.2~0.35 m/s。     

深吃水半潜式平台参数共振研究

深吃水半潜式平台(deep draft semi-submersible,DDS)作为一种新型海洋结构物,既继承了传统半潜式平台的优点,又改善了传统半潜式平台垂荡运动性能差的不足。但随着吃水的增加,DDS纵摇运动参数共振也成为一个不容忽视的问题。当DDS纵摇运动固有周期和垂荡运动周期满足一定关系时,纵摇运动将发生参数共振,纵摇角度将会显著增大。研究推导了DDS纵摇运动方程,并简化为标准的马修方程,运用希尔无穷行列式法求解马修方程,得到了含阻尼的马修稳定性图谱,并结合具体算例讨论了不同参数对DDS纵摇运动参数共振问题的影响。研究表明:深吃水半潜式平台的参数共振,是设计人员在设计之初必须考虑的问题;通过合理选取平台的系统参数,可以有效避免纵摇运动参数共振现象的发生。     

高能射流式液动锤在花岗岩中的钻进研究

由于干热岩地层通常为火成岩,研磨性强、可钻性差,现有常规工艺方法钻进效率低,为此专门研制了用于干热岩钻进用的SC-86H型高能射流式液动锤,并对该高能射流式液动锤样机进行了地面钻进试验。试验采用可钻性等级为10级的完整花岗岩作为钻进对象,观测了冲锤质量、活塞行程和泵量对机械钻速的影响。试验结果表明：增大冲锤质量、活塞行程和泵量有利于提高机械钻速。试验过程中获得的最大机械钻速为5.19 m/h,较常规回转钻进机械钻速提升显著。     

新型射流式元件结构设计与试验研究

射流式液动锤由于其具有钻进效率高、钻进深度不受限制等优点被成功应用于油气钻井领域。然而由于射流元件在复杂受力条件下极易破损,严重制约了射流式液动锤的使用寿命。为解决此问题,对射流式液动锤射流元件受力情况进行了数值模拟分析,通过分析射流元件内部应力场分布情况,得出了射流元件破损机理,并设计了新型两体式射流元件。模拟分析研究表明,采用新型两体式射流元件可将元件内最大应力值降低一个数量级,使射流元件受力情况明显改善,可有效地提高其使用寿命。     

尾管悬挂器结构优选与事故预防及处理

尾管悬挂器是用来悬挂尾管并将尾管与上层套管相连接的装置,在尾管固井中具有重要作用。目前尾管固井日益增多,所使用的尾管悬挂器结构多种多样。在现场尾管固井实施过程中出现了环空不畅、替压过高和提前坐挂等井下复杂情况。介绍和分析了尾管悬挂器的结构、性能特点及优缺点,总结了在现场应用中易出现的事故预防及处理措施。     

运用TRIZ理论改进固体载体型元素提取器

介绍了运用TRIZ理论改进固体载体型元素提取器的过程。首先找出现有元素提取器的优势与不足,提出理想解,再利用冲突矩阵提供的发明原理创新改进;改进后的球状元素提取器最大限度地扩展了其与周围土壤的接触面,更好地适应电场作用特性,为土壤中的电活动态物质进入提取器提供了更便捷、更广阔的通道,使得电提取作用过程的效率达到最大化。