常压潜水装具现状及关键技术综述

常压潜水装具是一种单人水下作业系统,它可实现水下现场的"快速评估"作业。主要应用于深水打捞救援作业、深海油气资源开发、海洋研究等多个领域。本文介绍常压潜水装具及特点;对国内外常压潜水装具的发展情况进行概述;分析常压潜水装具研制中的关键技术,包括关节、仿人形耐压结构、半球形观察窗、操纵控制及中性牵缆收放技术;最后探讨常压潜水装具的发展趋势。     

单人常压潜水装具(ADS)中继器的控制技术研究

针对600米级单人常压潜水装具(ADS)的中继器提出了控制系统的设计方案、装具进站/出站控制、中性缆收放控制的原理及方法。通过一系列试验,验证了系统设计的合理性、控制原理及方法的有效性和可靠性。这些中继器的控制技术保证了单人常压潜水装具水下作业时的安全性和灵活性,可为深海水下载人/无人潜水器布放回收系统的设计提供借鉴和参考。     

作业型单人常压潜水装具(ADS)中继器的试验研究

为了满足海上油气田水下设施应急维修作业需求,围绕深水水下应急维修技术发展需要,国家科技部在"十二五"期间作为国家科技重大专项立项研制了作业型单人常压潜水装具(ADS)。中继器(TMS)是作业型单人常压潜水装具(ADS)的重要组成部分,用于作业型单人常压潜水装具布放回收以及装具进/出站的装置,可以保持装具本体在水下具有良好的动作灵活性、运动平稳性和可操作控制性,它的设置对于保证ADS的安全性以及水下作业具有重要的作用。目前,作业型单人常压潜水装具(ADS)中继器已完成总装、陆上联调、压力筒试验、水池试验和海上试验。本文的主要目的就是介绍作业型单人常压潜水装具(ADS)中继器水池试验、压力筒试验和海上试验的相关情况。试验结果表明:作业型单人常压潜水装具(ADS)中继器技术状态稳定,工作安全、可靠,满足设计和使用要求。     

国内外常压潜水装具发展及应用

常压潜水装具经过近300年发展,已经成为海洋工程领域水下作业的常用手段。按照时间顺序介绍国内外近现代具有代表性的常压潜水装具,总结常压潜水装具发展过程中的关键技术节点及事件,简要概括常压潜水装具的应用,以期推动常压潜水装具在我国的发展与应用。     

重潜水装具自动排气伐试制成功

目前各国制造的潜水装具种类很多,分类根据也不一致。依我们的习惯,一般按装具重量分为二大类:重潜水装具和轻潜水装具。由于重潜水装具能防寒,结构比较简单,性能可靠,便于调节浮力,对各种水下作业有广泛的适应性等优点,因而在我国现阶段还是一种被广泛用于60米以下各种潜水     

三峡库区ADS应用问题研究

了解常压潜水装具的系统组成、操作方式,分析了每一部分的功能配置。针对三峡库区水深过大、水底浑浊和河床形态多样化等深潜水作业难点,分析了ADS装具在三峡库区深水救助中的适应性问题及设备需求,进而提出改进常压潜水装具的措施,包括水下作业工具、中继器形状以及潜水装具的搭载平台。     

常压潜水装具半球形观察窗蠕变特性分析

常压潜水装具半球形观察窗是常压潜水装具的关键设备之一,与仿人形耐压躯体组合,能为潜水员提供装具内的常压环境,并为潜水员提供足够的观察视野。作者针对半球形观察窗接触变形、蠕变变形等问题做出了计算分析与试验研究,并应用于半球形观察窗设计中,以期对类似水下用半球形观察窗设计提供参考。     

常压潜水装具工程设计及关键技术研究

常压潜水装具主要用于海洋石油开发配套作业与援潜救生任务。在国外装具已经有近300年发展历史,但我国仅从上世纪80年代开展装具的相关研制工作,装具的发展水平与国外有较大差距。国家在"十二五"期间启动国产作业型常压潜水装具的研制。通过研究国外装具发展,并继承国内已研制的两型装具经验成果,总结装具关键技术,制造相应样机进行测试改进。在此基础上,按照工程设计方法对装具进行分系统划分,完成全系统工程设计,并建造了600m国产常压潜水装具试验样机,关节、中继站等关键技术取得突破。     

水下航行器近海底铺缆运动仿真研究

使用水下航行器进行铺缆较水面船铺缆有众多优势。为了快速有效地完成铺缆任务,该文对水下航行器近海底铺缆运动进行了仿真研究,分析了放缆速度、相对海流速度和航行高度等参数对铺缆运动的影响。在此基础上,为一台载人潜水试验艇拟定了近海底铺缆试验方案,并成功完成了试验任务。     

常规潜水与饱和潜水

当今人类直接潜水入海从事各种作业的潜水技术只有两种,即常规潜水和饱和潜水。由于潜水服务对象和目的要求不同,所以,两种潜水方法所使用的设备系统、呼吸气体、潜水深度和工作效率均有极大的差别。常规潜水使用的设备系统,一般的是以空气压缩机、减压舱、重装装具或自携式轻潜供气装具配套组成,呼吸压缩空气,潜水深度为60米以浅,工作效率很低。而饱和潜水所     

潜水呼吸器高压无人试验设备的研制

潜水呼吸器高压无人试验设各是一种采用呼吸模拟器理论的新型测试设备。它为潜水装具研究和产品检测提供了必要的手段,对确保潜水员水下安全和提高潜水装具产品质量都具有重要的意义。本文介绍了该设备的设计依据、结构组成、工作原理、主要技术指标、以及应用情况。     

基于自适应神经网络滑模控制的常压潜水装具航向控制器设计

针对常压潜水装具的航向控制,设计了基于自适应神经网络的滑模航向控制器。详细介绍了控制器的设计过程,并利用Lyapunov稳定性判据,证明了系统存在着参数不确定性、时变项和外干扰时的稳定性。通过仿真,验证了该控制器在常压潜水装具(ADS)航向控制方面具有良好的控制性能。     

潜水装具消毒法

定期对潜水装具进行消毒是潜水勤务中不可缺少的环节。消毒只能用指定的精馏酒精,其它种类的酒精禁止使用。因为使用其它种类的酒精会产生有害气体,导致呼吸装置的管嘴易氧化和堵塞,给潜水员带来危险。消毒处理之前要清除潜水装具的结头及零部件上的污秽物。用40～50摄氏度的开水冲洗,尔后,用洁净的抹布擦干。如果在被工业生活废料污染的水中进     

考虑结构弹性变形的超大型浮体锚泊系统时域耦合分析

通常的系泊系统运动和张力分析只考虑浮体作为刚体的自由度运动。然而,当浮体尺度达到一定程度,浮体会在波浪激励作用下产生弹性变形,弹性变形会对系泊缆的张力产生影响。本文基于浮体三维频域水弹性分析方法和系泊缆静力分析方法,建立锚泊系统时域耦合分析方法,获得更加真实的系泊缆张力特性以及浮体的运动特性,在时域模拟中考虑了风、浪、流环境条件对浮体运动和系泊缆张力的作用,同时根据浮体三维水弹性频域计算结果获取浮体弹性变形在系泊点处产生的位移,建立浮体弹性变形对系泊缆张力贡献的计算方法,并针对一布置于400 m水深海域的超大型浮体,计算了浮体的弹性变形对系泊缆张力的贡献。     

深水吊缆非线性垂向运动响应分析

针对深水吊装过程中吊缆及吊载在外部扰动作用下的运动幅值较大,运动特性呈现较强的非线性问题,提出基于Hamilton原理求解吊缆非线性运动响应的方法,建立吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证求解方法的准确性和可靠性。以4 500 m缆长为例,对不同吊缆上端激励周期下吊缆不同位置处的缆张力、垂向位移进行计算分析,结果表明,当吊缆长度较大时,缆张力及吊缆垂向位移在整个吊缆内不是均匀分布的,缆张力及垂向位移的传播呈现明显的波动现象,且随着吊缆长度和上端激励周期的增加,波动的幅值及变化剧烈程度逐渐减小。     

带缆遥控潜水器空间运动仿真

本文建立了带缆遥控潜水器（ＴＲＯＶ）的空间非线性数学模型，耦合求解了在脐带非线性缆力作用下的潜器运动方程，改变了传统的准静态附加缆力计算方法。动态缆力的模拟结果与实验吻合良好。还进行了多种典型运动的模拟计算，讨论了作业宽度、系缆点位置和水面激励等因素对系统的性能的影响。     

基于弹性波理论的深水吊缆非线性运动研究

针对深水吊缆非线性运动特性,基于弹性波理论建立了吊缆的动态模型,推导出吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证了求解方法的准确性和可靠性;以谐波运动作为初始激励,计算不同水深时的吊载垂向运动响应并进行频谱分析,结果表明吊载的垂向运动响应时历为明显的非线性运动;同时给出了缆长4 500 m和3 000 m吊载处的垂向位移的计算结果,发现随着激励周期增加,3 000 m时吊载处的垂向位移幅值要大于4 500 m,且相差程度越来越大。     

不同吊重下大型回转式起重船的系泊计算

采用MOSES软件计算某大型回转式起重船不同吊重工况下的系泊缆张力及运动响应。通过软件计算结果对比,分析不同吊重形式、风浪流、吊重量、吊距等参数对起重船起吊作业下的系泊缆张力、吊点运动等结果的影响,为今后回转起重船起吊作业的设计方案和施工提供参考。     

深水半潜平台聚酯缆非线性刚度模拟分析

为了解深水半潜平台系泊系统聚酯缆不同张力状态下轴向刚度非线性特性,采用聚酯缆静态-动态刚度模拟方法,利用聚酯缆静态刚度作为初始输入,通过时域分析获取动态刚度及长度,对不同环境条件作用下,不同位置聚酯缆重新设置独立动态刚度及长度进行二次时域分析,计算半潜平台系泊系统受力及运动,与其他模拟方式计算结果对比表明,本文方法可以较为准确地反映半潜平台运动和系泊系统受力,降低计算量,提高设计效率。     

HKT型空气——混合气潜水控制台的研发、改进与安装

随着人类对海洋领域的不断探索、研究,国际、国内对海洋工程的开拓壮大,潜水作业技术跟随着不断发展,对潜水装备各层次的需求也就有了进一步的提高。在以往的潜水控制台中缺乏一种可以同时满足按需式KMB系列、HY 6071、MZ 300—B型和TF等各种水面供气式潜水装具的产品,而HKT型空气—混合气潜水控制台的研发,弥补了这一空白,为此类控制台的发展提供了方向。