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笼套式水下节流阀冲蚀特性与寿命预测研究

表面技术 2024年

作者：同武军王莹莹鞠少栋李兴业王星王宝富韦琦中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

目的本文针对水下节流阀受携砂油气冲蚀导致破坏这一现象开展研究，试图揭示携砂油气冲蚀对水下节流阀不同位置的影响规律，为优化设计和提升水下采油树的安全性与可靠性提供理论依据，从而保障油气生产过程的稳定性和连续性。方法使... 详细信息

目的本文针对水下节流阀受携砂油气冲蚀导致破坏这一现象开展研究，试图揭示携砂油气冲蚀对水下节流阀不同位置的影响规律，为优化设计和提升水下采油树的安全性与可靠性提供理论依据，从而保障油气生产过程的稳定性和连续性。方法使用CFD数值仿真软件，在欧拉-拉格朗日（Eulerian-Lagrangian）流固耦合方法下针对携砂油气冲击节流阀内壁展开数值模拟研究，通过控制单一影响因素(如颗粒直径、油流速度、颗粒质量流量、节流阀开度等)，揭示了笼套式水下节流阀在不同影响因素下的冲蚀变化规律，并预测极端工况下水下节流阀的冲蚀使用寿命。结果笼套式水下节流阀的冲蚀主要发生在节流孔附近壁面(笼套护套、阀芯壁面的节流孔附近)和节流孔内壁面两处位置，且随着颗粒直径的增大，冲蚀率逐渐降低；随着油流速度和颗粒质量流量的增大，冲蚀率呈递增趋势；随着节流阀开度的增大，冲蚀率呈递减趋势；最极端工况下取1.5倍安全系数，水下节流阀节流孔使用年限最低可达11年。结论通过数值模拟与理论计算相结合的方法来预测水下节流阀的冲蚀寿命，提供一种工程计算的方法与思路，保障水下采油树工作时的安全性和可靠性，以期为实际工程起到一定的指导作用。

关键词：水下节流阀冲蚀特性流固耦合数值模拟 FLUENT 寿命预测

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基于四叉树扇形层值聚类的无人船障碍物检测

科学技术与工程 2024年第13期24卷 5427-5435页

作者：申燚赵泽钰袁明新刘维江苏科技大学机械工程学院镇江212100 张家港江苏科技大学产业技术研究院张家港215600 中科探海(苏州)海洋科技有限责任公司张家港215600

为了实现无人船自主导航过程中对障碍物的精确检测,提出了一种基于四叉树扇形层值聚类的无人船障碍物检测方法。首先基于四叉树扇形划分进行障碍物点云数据的检索,并剔除扇形象限内不可信数据;然后利用所获得的四叉树层值来求取全局密... 详细信息

为了实现无人船自主导航过程中对障碍物的精确检测,提出了一种基于四叉树扇形层值聚类的无人船障碍物检测方法。首先基于四叉树扇形划分进行障碍物点云数据的检索,并剔除扇形象限内不可信数据;然后利用所获得的四叉树层值来求取全局密度距离,进而获得层值阈值,以此来对不规则多线形障碍物特征进行检测;最后通过建立数据点之间的空间拓扑关系来求取参考距离,并以参考距离为基准对障碍物点云数据进行聚类判定,提高聚类分割准确性。多线形障碍物特征识别性能测试及水面无人船障碍物检测实验结果表明,相较于其他密度聚类算法,在正检率、误检率和漏检率性能指标方面,多线形障碍物特征识别性能测试中,所提算法分别平均下降了9.86%、5.04%、3.10%,水面无人船障碍物检测中,所提算法分别平均下降了10.50%、6.97%、2.95%。

关键词：无人船障碍物检测激光雷达四叉树扇形聚类

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基于PHAST的苯海上运输船泄漏模拟分析

舰船科学技术 2024年第6期46卷 150-156页

作者：金浩王吉武郑云亮吉洪文栾虹锐孙海滨王伟章中国船舶集团有限公司第七一四研究所北京100101 交通运输部救助打捞局北京100736 北京伯尔明建筑工程设计有限公司北京101399 中国船舶集团有限公司第七〇四研究所上海200031 大连船舶重工集团有限公司辽宁大连116021

为预防苯海上运输中的泄漏安全事故,利用PHAST软件,以苯海上运输船为研究对象,探究不同泄漏孔径、风速对苯泄漏后的扩散距离及泄漏导致的池火、闪火、喷射火与超压爆炸范围的影响规律。结果表明,事故发生后,云团泄漏扩散距离、喷射火辐... 详细信息

为预防苯海上运输中的泄漏安全事故,利用PHAST软件,以苯海上运输船为研究对象,探究不同泄漏孔径、风速对苯泄漏后的扩散距离及泄漏导致的池火、闪火、喷射火与超压爆炸范围的影响规律。结果表明,事故发生后,云团泄漏扩散距离、喷射火辐射影响半径及爆炸超压影响半径与泄漏孔径尺寸成正比,泄漏扩散距离、爆炸超压影响半径与风速成反比。浓度100×106以及风速3 m/s下,泄漏孔径由25 mm增加到时75 mm,顺风扩散最大距离扩大了近4倍,云团最大单侧宽度增加了3倍。风速越小,越不利于苯的扩散,使得安全距离较远,且超压半径较大,风险较高。

关键词：海上运输苯泄漏扩散距离爆炸范围

考虑跨洋特征及碎冰对快速性影响的极地探险邮轮型线优化

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 62-70页

作者：刘经京吴海燕余龙上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

[目的]全球减碳背景下,为应对极地船舶设计建造的环保要求,需开展跨洋航行时碎冰水域对极地探险邮轮船体型线优化设计的影响规律研究,以获得最佳节能型线。[方法]针对极地探险邮轮的跨洋航行特征,采用航区权重方法进行量化评估,分析碎... 详细信息

[目的]全球减碳背景下,为应对极地船舶设计建造的环保要求,需开展跨洋航行时碎冰水域对极地探险邮轮船体型线优化设计的影响规律研究,以获得最佳节能型线。[方法]针对极地探险邮轮的跨洋航行特征,采用航区权重方法进行量化评估,分析碎冰对阻力和推进效率的影响。应用计算流体力学耦合离散元法(CFD-DEM)来分析螺旋桨的碎冰水域性能,建立以联合自航功率为目标的优化模型,进而对全船参数化模型开展设计航速下的优化计算。[结果]计算结果表明,优化后的船型可以满足排水量要求,有效降低了2种水域下的航行功率,其联合自航功率降低了9.71%。[结论]研究成果验证了基于权重优化方法的可行性和合理性,可为极地探险邮轮的型线和推进器优化设计提供参考。

关键词：极地探险邮轮型线优化权重法计算流体力学耦合离散元法

基于BP神经网络薄板P-PAW搭接的间隙自适应工艺参数优化

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材料科学与工艺 2024年第1期32卷 18-24页

作者：陈振款何建萍李芳华学明黄文荣上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620 上海市激光制造与材料改性重点实验室(上海交通大学) 上海200240 沪东中华造船(集团)有限公司上海200129

对大型LNG燃料薄膜舱中1.2 mm厚SUS304L不锈钢板薄板的搭接焊,存在的搭接间隙会带来焊缝成形不良等严重影响船舱安全性的问题。本文通过激光传感器检测搭接间隙变化,设计了不同的峰值电流和焊接速度在不同间隙下的工艺实验,研究了间隙... 详细信息

对大型LNG燃料薄膜舱中1.2 mm厚SUS304L不锈钢板薄板的搭接焊,存在的搭接间隙会带来焊缝成形不良等严重影响船舱安全性的问题。本文通过激光传感器检测搭接间隙变化,设计了不同的峰值电流和焊接速度在不同间隙下的工艺实验,研究了间隙对焊缝成形质量的影响机制;基于BP神经网络建立不同间隙下的脉冲等离子弧焊(P-PAW)的工艺参数和间隙及焊缝成形尺寸之间的拓扑关系模型,通过工艺实验获取模型的训练样本,实现了基于BP神经网络的间隙自适应工艺参数优化系统。结果表明,该系统实现了不同搭接间隙下进行实时工艺参数优化的功能,并对搭接间隙在0~0.6 mm变化时所带来的空洞等缺陷起到了有效的抑制作用,实现了良好的焊接成形一致性控制,提高了在LNG薄膜舱中不锈钢板焊接的自适应能力。

关键词：等离子弧焊激光传感焊接间隙自适应焊接 BP神经网络

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水下卧式采油树在役工况安全风险分析

石油机械 2024年第5期52卷 63-70页

作者：任冠龙王宇孟文波张崇李舒展中海石油(中国)有限公司湛江分公司中海油研究总院有限责任公司中国石油大学(北京)

深水油气生产对水下采油树系统的可靠性有着极高的要求。为保障我国首套国产化深水水下采油树在役生产工况下的安全运行,建立了改进型危险与可操作性分析法(HAZOP),将改进后的发生可能性和严重度等级划分及风险矩阵作为风险评判的依据,... 详细信息

深水油气生产对水下采油树系统的可靠性有着极高的要求。为保障我国首套国产化深水水下采油树在役生产工况下的安全运行,建立了改进型危险与可操作性分析法(HAZOP),将改进后的发生可能性和严重度等级划分及风险矩阵作为风险评判的依据,通过对油气生产过程、化学药剂注入过程以及水下控制系统电力/通信过程等3个生产节点进行风险评价,得到水下采油树在役过程中的36个中度风险点,并提出了相应措施;采用数值模拟方法,建立了水下采油树-井口系统力学模型,对系统在役过程中所受到的海流载荷、地震与腐蚀等风险进行分析。研究结果表明,水下采油树在各类工况下的最大应力在20 MPa以下,最大弯矩在0.3 MN·m以下,安全性满足生产要求;但在腐蚀后百年一遇海流及大于6.5级地震载荷下,系统最大弯矩超出极端环境许用值,安全性不能保障。所得结论可为我国水下采油树的应用提供指导,能够有效保障采油树服役期间的安全性。

关键词：水下采油树井口系统在役工况 HZAOP 外部载荷风险分析

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船舶采用LNG加注与装卸货同步作业风险评估研究

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交通节能与环保 2024年第4期20卷 72-78页

作者：吴顺平刘铁英李坤张达冯雨翔曹蛟龙中国船级社武汉规范研究所湖北武汉430034 交通运输部水运科学研究所北京100088 上海上港能源服务有限公司上海200131

为了有效评估沿海港口船舶采用LNG加注与装卸货同步作业的潜在风险和相应缓解措施,本文选定上海洋山港二期码头为作业地点,以一艘20 000m3LNG加注船为14 800TEU双燃料集装箱船实施LNG加注并同时进行装卸货作业为研究对象,基于国内外广... 详细信息

为了有效评估沿海港口船舶采用LNG加注与装卸货同步作业的潜在风险和相应缓解措施,本文选定上海洋山港二期码头为作业地点,以一艘20 000m3LNG加注船为14 800TEU双燃料集装箱船实施LNG加注并同时进行装卸货作业为研究对象,基于国内外广泛认可的风险评估方法进行危险源辨识和失效概率分析,拟定了4个LNG泄漏场景,采用三维计算流体力学软件FLACS分析了LNG泄漏后的可燃气体对两船的波及范围,同时考虑到集装箱装卸货对LNG加注船及作业的影响,提出了LNG加注与装卸货同步作业的限制区域、警戒区域及安全保障措施建议。

关键词： LNG加注同步作业风险评估限制区域警戒区域

船用一体化生物活性炭装置运行效能及微生物群落结构分析

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水处理技术 2024年第4期50卷 83-86页

作者：顾超超沈波薛凯元韩振波中船第九设计研究院工程有限公司上海200090

船用一体化生物活性炭装置兼具活性炭和生物膜法的优势。通过35 d的挂膜驯化,装置的COD去除率逐步趋于稳定,表明挂膜成功。扫描电镜实验表明,活性炭表面孔隙丰富,为微生物膜附着提供了场所,生物活性炭的表面覆盖了一层含有大量菌胶团的... 详细信息

船用一体化生物活性炭装置兼具活性炭和生物膜法的优势。通过35 d的挂膜驯化,装置的COD去除率逐步趋于稳定,表明挂膜成功。扫描电镜实验表明,活性炭表面孔隙丰富,为微生物膜附着提供了场所,生物活性炭的表面覆盖了一层含有大量菌胶团的生物膜。装置在较优工况条件下连续运行,污染物去除效能稳定,其中COD去除率为73%~78%,氨氮去除率为19%~35%。通过定期反冲洗,更新生物膜,利于装置稳定运行。高通量测序结果表明,经过挂膜驯化后,生物活性炭中Proteobacteria和Nitrospirae的相对丰度提高显著。由于生物活性炭具备独特的结构,能较好聚集硝化螺旋菌和反硝化细菌,保证装置污染物去除效能维持稳定。

关键词：生物活性炭生物膜污染物去除效能微生物群落

海洋工程平台项目物资追溯管理的批次管理方法

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造船技术 2024年第2期52卷 80-85页

作者：喻龙杨涵辰韩冰田立锋张传杰海洋石油工程股份有限公司天津300461 哈尔滨工程大学南海研究院海南三亚572024 海军潜艇学院山东青岛266199

基于海洋工程平台项目特点,研究物资分类、物资编码和物资批次编码等关键技术,引入批次管理方法。按批次阶段形成亚批次清单(Bill of Lots, BOL),建立物资追溯管理模型,为海洋工程平台项目实现产品全生命周期内的物资追溯管理提供理论... 详细信息

基于海洋工程平台项目特点,研究物资分类、物资编码和物资批次编码等关键技术,引入批次管理方法。按批次阶段形成亚批次清单(Bill of Lots, BOL),建立物资追溯管理模型,为海洋工程平台项目实现产品全生命周期内的物资追溯管理提供理论依据。

关键词：海洋工程平台项目物资追溯管理批次管理物资分类物资编码亚批次清单

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