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。     

小口径割管器的设计与应用

某盐井施工时,在245．00—270．00m孔段有25m钻具被水泥固结,进行透孔作业时,扫至孔深250．60m时,扫孔用岩心管被扫落的钻杆接头碎块卡住拧断,透孔时发现孔内遗留3．2m断岩心管、钻头等物。根据钻孔结构与遗留钻具的特点．自行设计一种主要由活塞柱、割刀片和复位弹簧组成的小口径割管器,将水泥固结钻具割断,并将钻具和多种残留管材打捞出孔。从割断后打捞上来的钻杆分析,钻杆切割面光滑、平整,钻杆被完全切透,说明此种割管器设计合理,各部件动作有效。     

内蒙古陈巴尔虎旗四五牧场金矿地质特征及成因探讨

内蒙古陈巴尔虎旗四五牧场金矿与侏罗-白垩纪浅成-超浅成岩体关系密切,构造-岩浆热液在上侵过程中萃取部分基底岩系中的成矿物质,并在粗安质隐爆角砾岩中富集成矿。硫同位素分析表明部分成矿物质来源于围岩,包体测温表明成矿热液为低温热液,同位素测年结果表明成矿期在晚侏罗世-早白垩世。矿床为赋存于粗安质火山岩中、与侏罗-白垩纪火山-次火山活动有关的HS型浅成中低温热液型铜金矿。正磁异常区的低-负磁带状异常是矿化蚀变带的反映。具有一定规模、有明显浓集中心、浓度分带好、具明显分带的As-Sb-Ag-Hg-Au组合异常,伴有Cu,Pb,Zn,Bi异常,是寻找该类型铜金矿床的有利地段。     

内蒙古虎拉林爆破角砾岩型金矿床特征

虎拉林金矿区主要地层为中侏罗统绣峰组陆源碎屑岩，岩浆岩以燕山期花岗斑岩和石英斑岩为主。在地层与岩体接触带附近发育爆破角砾岩，金矿(化)体主要受断裂控制而产于爆破角砾岩筒(带)中。矿区内已圈出6条矿(化)体，总体走向近SN，以1、2号为主要矿体。成矿与爆破角砾岩有关，形成一体多型的矿化分布形式。δ^34S变化范围为-0．2‰-0．8‰，具有深源岩浆S特征。S和Pb同位素、流体包裹体、稀土元素等特征表明，成矿物质来自地壳深部或地幔，成矿流体以深部岩浆热液为主。^39Al/^40Ari法测得金矿成矿年龄为135．5Ma。     

腐蚀管道在内压和轴向压力影响下的弯曲破坏

运行在恶劣环境中的海底管道,往往受到内压、轴力和弯矩等复杂荷载的联合作用。腐蚀会导致管壁局部变薄,降低管道极限承载力。为保证管道安全高效运行,准确预测和分析复杂荷载作用下的塑性极限承载力和变形行为就显得尤为重要。考虑大应变和大变形、应力强化和材料非线性,运用数值仿真软件建立腐蚀缺陷管道的三维实体有限元模型,在全尺寸管道破坏试验验证的基础上,对腐蚀管道在内压、轴向压力和弯矩相互作用下的失效模式和极限弯矩承载力进行了相关研究,并进行了腐蚀缺陷几何参数的敏感性分析。研究结果表明:初始内压和初始轴向压力会显著降低腐蚀管道的极限弯矩承载力,并且影响最终的失效模式;在腐蚀缺陷几何尺寸参数中,腐蚀宽度比腐蚀深度和腐蚀长度的影响更大。     

易坍塌地层双管水平定向钻进工艺研究

水平定向钻进技术已被广泛地用于铺设各种管线,具有施工速度快,对地面破坏小,不会影响已有管线的正常使用等优点。但是,在砂卵石和粉细砂类易坍塌地层中,常规的单钻杆水平定向钻进常会出现导向偏差和钻孔坍塌等事故。在已有技术的基础上,开发出了一套双管水平定向钻进系统,包括双回转动力头钻机、内外钻杆、双管导向节。通过现场应用证明了该双管系统具有导向精度高、调整方向灵敏等优点,能克服易坍塌地层带来的导向精度差和钻孔坍塌等难题。     

土体约束对海底管道整体屈曲的影响机理研究

高温高压下海底管道的整体屈曲稳定性分析是管道设计的重要组成部分,而选取多长的管道进行分析对其整体屈曲稳定性结果影响显著。依据临界管长将管道分为"长管"与"短管",基于动力显式分析方法,揭示了长管与短管在发生整体屈曲过程中,屈曲幅值与波长、管壁轴向压力、轴向应变及轴向位移的变化规律;研究了土体约束力影响管道临界长度的规律性,分析了土体约束力系数对长管与短管整体屈曲变形的影响。研究发现,土体约束力对短管的整体屈曲行为影响显著,短管的整体屈曲幅值随土体约束力系数的增大呈现先增大后减小的趋势。该项研究对区分不同长度管道的整体屈曲类型进而采取有效防控措施具有重要参考价值。     

不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程,在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景,为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点,开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明:各测点温度曲线在积极冻结期前4h急剧下降,随后逐渐减缓,降至砂土冰点后趋于平稳,三种布管方式均满足冻结设计要求;冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁,再以面的形式均匀地传递给周围土体;积极冻结21h后,采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大,空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105mm,在满足管幕刚度设计要求的前提下,可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4h内,实顶管中线垂直距离100mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下,超出此范围后温度变化影响逐渐减弱,且顶管间冻结壁稳定存在,表明限位管在满足管间有效封水的条件下,能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时,更加便于安装且经济环保。     

基于Web的地下管网溯源分析算法研究

利用.NetCore的并行运算机制,实现基于Web的高性能地下管网的溯源分析功能.实践证明当某点管网数据监测出现异常时,能够快速分析所有可能流经该点源头管网信息,并在地图上动态展示分析结果,达到快速定位查询管网源头的区域管理目的.