南海北部开放航次海洋地质与沉积环境科学考察的进展与成果

南海北部具有独特的地理位置、季风环流、沉积构造以及丰富的油气、天然气水合物资源,但长期以来没有航线固定的考察航次进行持续观测以及逐年数据积累.自2004年起,中国科学院南海海洋研究所设置了南海北部开放航次,这对加强海洋现场数据的长期积累、促进海洋科学多学科交叉与融合、不断地发现和解决科学问题、推动重大成果产出起了积极作用.本文总结了2004-2010年海洋地质与沉积环境考察的进展及成果,并展望了今后海洋地质与沉积环境考察的主要方向,期望更多单位及科学家积极参与南海北部开放航次考察.     

国外深水铺管方法与铺管船研究现状及发展趋势

深水铺管船是深水油气田开发的主要施工装备,它担负着浮式生产平台的安装、海底管线的铺设以及立管系统安装任务。通过对国外主要深水铺管船和重点工程项目的分析,简要介绍了国外深水铺管船的基本特征、性能和设备能力;重点阐述了深水铺管船的关键设备及其对施工能力的影响;最后,对国外深水铺管船的发展趋势作了进一步的分析。为我国的深水铺管船研发提供有益的参考。     

内外参数精确建模的太阳敏感器标定

对数字式太阳敏感器标定,现有的多项式拟合和只有内部参数的简单建模方法标定精度低,为提高标定精度,提出一种基于内外参数精确建模的标定方法．通过分析太阳敏感器标定系统的内外参数,建立太阳敏感器标定模型,基于太阳模拟器和两轴转台获取标定点数据,采用最小二乘法分两步优化得到各模型参数．该方法不需要太阳光线与太阳敏感器成像面的初始对准,操作方便,同时通过精确分离太阳敏感器内外参数,避免了标定系统外部参数误差对太阳敏感器内部参数标定的影响,且通过两步优化,进一步提高了太阳敏感器的标定精度．实验结果表明：该方法的标定精度达0．005°（±60°视场）,比常用的标定方法的标定精度（0．02°）提高约4倍．     

自组织优化分类的AUV地磁导航适配区选取

为确保水下自主航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)地磁导航的可靠性及其航迹规划的合理性,提出了一种基于主成分分析(principal component analysis, PCA)和改进反向传播(back-propagation, BP)神经网络结合的候选地磁匹配区自组织优化分类方法。将候选地磁匹配区的分类问题统一在模式识别的框架下,首先,采用PCA对若干地磁图特征参数进行线性变换,获取独立的主成分特征参量;然后,利用遗传算法(genetic algorithm, GA)优化BP神经网络的初始权阈值来提高候选地磁匹配区适配性分类的准确性;最后,借助GA-BP神经网络来构建地磁图特征参数和匹配性能的映射关系,完成地磁适配区的自动识别。仿真实验结果表明,该自组织优化分类方法在地磁导航适配区选取方面具有较高的分类精度和可靠性,为AUV的高精度长航时自主导航提供重要保障。     

岩心钻探事故孔偏斜钻进技术

本文结合事故钻孔施工实例,简略介绍了钻探施工事故钻孔偏斜器的制作、施工工艺、钻进方法,提出了应用自制偏斜器绕开孔内遗留物继续钻进的注意事项。通过偏斜钻进,在保证钻孔质量的同时,达到钻孔地质目的,获得所需地质资料。     

如何捕获近地小行星——NASA小行星捕获计划

小行星是太阳系形成之初的原始产物,是围绕太阳运行的岩石或金属天体,但体积和质量比行星小得多,尺寸差别也很大--大至直径可达上千千米的小行星谷神星（2006年国际天文学会将其归类为矮行星）,小至几十米甚至几米的石块。     

甲烷摩尔含量约束的石油包裹体捕获压力预测模型

石油包裹体显微测温和体积分析已经被广泛应用于重构石油包裹体组分和压力-温度(P-T)捕获条件,然而,其P-T捕获条件准确预测除精确的均一温度(Thoil)和气泡充填度(Fv)测试外,还依赖于石油饱和压力和体积预测能力.基于改进石油流体饱和压力和气、液相摩尔体积预测精度,建立了石油流体C7+组分摩尔含量与其Thoil和室温(20℃)下Fv之间的定量关系.尽管利用该定量关系可以极大地简化石油包裹体热动力学模拟过程,还是不能避免Fv对热动力学模拟精度的影响.因此,根据大量已知组分石油流体建立了甲烷摩尔含量约束的新的石油包裹体捕获压力预测模型.新模型中唯一变量即为石油包裹体甲烷摩尔含量,并且不再依赖于专业的热动力学模拟软件(PVTsim、VTflinc、PIT和FIT-OIL),从而极大地简化了传统石油包裹体捕获压力重构过程.最终,新模型捕获压力预测精度得到评价,石油包裹体甲烷摩尔含量对捕获压力重构具有重要控制作用,单个石油包裹体甲烷含量定量化是未来石油包裹体捕获压力重构的主要研究方向.     

套管开窗侧钻技术在汶川地震断裂带科学钻探项目中的应用

汶川地震断裂带科学钻探工程钻遇地层非常复杂,地层破碎、膨胀缩径,坍塌、掉块严重,多次出现卡埋钻等事故,同时复杂地层取心率偏低。WFSD-2孔在取心率很低井段,为补取岩心运用套管开窗侧钻技术;而在WFSD-4孔施工中,套管内出现卡钻事故,为绕障采用套管开窗侧钻技术。介绍了复杂事故井套管开窗侧钻从准备到实施的工艺流程和技术措施。套管开窗侧钻的成功应用为后续工程实施节约了时间和成本,对今后类似作业具有很好的指导和借鉴作用。     

垂荡板对浮式风机水动—气动耦合性能影响研究

随着风电产业向深远海发展,浮式风机已经成为海上风机未来的发展趋势.由于复杂的风浪联合环境载荷作用,浮式风机作业时通常会产生大幅度的运动响应,这一方面会使得浮式风机系统受到的水动力载荷更加复杂,另一方面会影响浮式风机的输出功率.因此,如何有效地抑制浮式风机系统的运动响应就成为了设计的关键.基于非稳态致动线模型和两相流求解器naoeFOAM-SJTU,进行了带垂荡板的浮式风机耦合性能研究.首先在OC3-Hywind Spar平台上附加垂荡板,并结合NREL-5 MW风力机建立带垂荡板的浮式风机模型.其次对比不同形状的垂荡板对Spar-5 MW型浮式风机气动—水动耦合结果,分析相同风浪联合作用条件下垂荡板形状对浮式风机耦合响应的影响.研究结果表明:垂荡板能够减小纵荡和垂荡等运动响应幅值,但是对纵摇运动响应影响较小;当垂荡板直径和吃水位置相同时,相同风浪条件下圆形垂荡板能使浮式风机的气动平均功率增大约0.844％,而正方形垂荡板却使平均功率减小1.492％,这说明圆形垂荡板对浮式风机系统的作用效果整体而言优于正方形.