新疆油田钻井井喷风险分级及井控管理

为了减少新疆油田钻井溢流井喷事件,杜绝井喷失控事故,在统计新疆油田影响钻井井喷风险的地质环境因素的基础上,利用模糊数学理论建立了油田基于地质环境因素的钻井井喷风险分级模型,对各个区块的钻井井喷风险程度进行了分级,结果表明南缘山前构造勘探开发区块及克拉美丽气田的钻井井控风险值最高。建议对新疆油田钻井井控进行分级管理,针对不同的钻井井喷风险等级,制定了针对性的井控对策,建议在井控设计时考虑钻井井喷风险分级设计。     

基于劳动者轨迹的噪声暴露测量方法

为解决职业性噪声暴露测量过程质量控制难、测量不确定度较大的问题，本研究提出一种基于声场分布和劳动者实时定位技术的新型测量方法，通过对噪声作业场所声场分布测量和劳动者轨迹获得噪声暴露值，在解决质量控制缺失的基础上，可消除部分测量不确定度因素，从而最大限度地保证测量结果的可靠性。开发了相应测试装置，结合实际场所测试结果对测量不确定度进行评估。研究结果表明：本测量方法可有效地支持职业性噪声暴露测量，在不确定度控制方面相比现有方法具有优越性，同时该测量方法也为劳动者噪声暴露的日常持续监测提供了技术保障。     

基于Mecanum轮的新型特种救援机器人的研制

为提高救援效率,减少伤亡,研制了新型特种救援机器人。机器人主要包括底盘和云台两部分,设计中使用了4个Mecanum轮,采用"前减震,后固定"方式,使机器人可以在平面内灵活地实现三自由度运动,适用于各种复杂地形。采用自主决策与无线遥控相结合,机器人本身搭载各种传感器模块,进行现场浓度采集,测量结果准确,实时性好,对于工业环境的安全稳定监测具有重要意义,具有良好的应用性。     

浮顶储罐环形池火轴向温度分布研究

为提高大型浮顶储罐的消防应急能力,利用乙醇开展3组环形池火燃烧试验。首先测量池火燃烧的质量损失速率、轴向温度和温度场分布等参数;然后将试验温度测量值与经典羽流模型计算值进行对比;最后修正羽流轴线温度计算模型。结果表明:环形池火出现火焰融合阶段,导致池火的燃烧速率相对于圆形液池(0. 62 g/s)分别增加8. 1%和48. 4%;火焰的轴向温度均呈现先增大后减小的趋势,导致燃烧的最高温度在火焰轴线高度的20%～60%处,得到的修正模型计算值与实测温度更加吻合;在热成像图中融合火焰产生的热气流会增强对外界的热扩散危害。     

基于IAHP的南海深水井喷快速应急技术优选

为支持深水井喷事故救援决策,有必要开展井喷快速应急技术优选。基于区间层次分析法(IAHP)构建了具有4个一级准则和12个二级准则的深水井喷快速应急技术优选模型。首先得到准则层优先级顺序,即在选用井喷应急技术时,一级准则依次考虑控油能力、作业实施速度、设计制造速度、恶劣环境适应能力等因素;二级准则依次考虑装置控油机理、设计速度、安装作业速度、水合物抑制能力等因子。最后面向南海深水井喷风险,根据优选模型与应急技术特征参数,得到方案层的8种应急技术优选顺序,给出的南海深水井喷控制方案可用于应急预案编制及事故现场应急处置。     

钻井井喷失控因素分析及预防对策

井喷失控是钻井中的灾难性事故,有必要开展井喷失控研究,找到井喷失控发生的原因和提出防止井喷失控的对策。在统计分析1970年到2009年间中石油发生在钻进过程中的48例井喷失控事故的基础上,通过对防喷器、节流压井管汇、套管、井喷后爆炸起火等井喷失控因素分析,并利用MLS法对上述各种井喷失控因素危险值进行评估。最后,根据井喷失控因素分析和危险值评估结果,结合现有的钻井井控设计,提出了防止钻井井喷失控的对策。     

基于DEMATEL/ISM的深水井喷风险影响因素研究*

为提高深水井喷事故风险管理水平,提出研究深水井喷风险影响因素的分析方法。从技术、人员、环境和管理4个方面,识别深水井喷事故风险致因因素,建立深水井喷事故风险评价指标体系;运用矩阵决策实验室分析法（DEMATEL）,研究风险因素之间的相互影响关系,计算不同风险因素的中心度和原因度,确定关键风险因素;进一步基于解释结构模型（ISM）划分不同影响因素的层次结构,分析风险因素之间的综合影响关系,建立深水井喷事故风险影响因素模型。结果表明:层级1为近邻致因,可直接导致井喷事故的发生;层级2~7为过渡致因,在风险传递过程中起到桥梁作用,对井喷事故的直接影响较小;而层级8则为本质致因,重视本质致因的改善有利于从根源上降低井喷事故的风险。研究结果可为深水井喷事故风险的预防和控制提供理论依据。     

基于模糊数学钻井井喷概率计算模型研究

针对目前钻井井喷风险主要是单因素定量分析或者多因素的事故树定性分析,不够全面,定量性差等问题,基于层次分析法和模糊综合评价法,建立了钻井井喷的多因素定性定量分析方法.通过层次分析法对影响钻井井喷的地质、井型井别、钻井参数和人员资质等因素进行分析,根据各因素在钻井井喷中作用大小,采用“1-9”标度法确定各因素的权重.基于模糊数学理论,采用不同的隶属度函数确定方法,建立了适合不同因素的隶属度函数,在此基础上形成了钻井井喷概率计算方法.通过实例计算表明,此模型可以预测钻井井喷的概率,符合现场实际情况,对钻井过程中预防井喷具有一定的指导借鉴作用.     

石油井下作业井喷风险预警分级模型研究

结合石油井下历史事故资料和井下高危作业风险辨识资料,依据SMART原则,从企业应用角度,建立井喷风险预警分级评价指标体系,评价指标包括固有风险频率、事故严重度、监控与监测措施3方面;对各指标给出相应的权重和分值,并在风险原理的基础上设计风险评价分级数学模型,建立石油井下作业井喷风险预警分级标准。根据分级模型得到的风险分级结果可以对石油井下作业井喷风险进行有针对性的防范和控制,避免井喷事故的发生。     

冲压线上压力机的隔振设计和分析

针对冲压线上压力机隔振基础 ,隔振系统采用单自由度和三自由度的有阻尼计算模型 ,分别进行计算分析 ,并将计算结果和实测结果进行比较 ,提出确定压力机隔振支座和钢框梁刚度的合理方法 ,对实际工程设计有较大的实用价值。     

基于GIS-T的液罐车侧翻预警方法

为降低液罐车侧翻风险,保障液罐车在弯道行驶时的安全,建立其在弯道行驶时最小侧翻临界速度的计算模型。首先,运用动力学的理论计算在不同车速、弯道半径及超高值的道路条件下整车的重心高度变化;然后,利用力矩平衡原理计算液罐车在弯道行驶时的侧翻临界速度;其次,对比车辆当前行驶速度与最小侧翻临界速度,判断其发生侧翻事故的风险并提出预警方法;最后,进行实例计算与分析。结果表明:液罐车弯道行驶时车辆侧翻临界速度与车辆行驶速度负相关;超高坡度、道路纵向坡度、弯道转弯半径等道路基础条件对行驶于该路段的液罐车的安全有较大影响;用该预警方法能有效保障液罐车与驾驶员的行车安全。。     

焊接护目镜的透射比均匀性和角度依赖性研究

为了保证自动变光焊接护目镜(AWF)的产品质量,进而保障焊工的用眼安全,首先分析AWF的透射比均匀性和角度依赖性的机制和测量方法,研制基于四维自动扫描运动平台的新型AWF测量系统;然后利用该系统检测AWF透射比均匀性和角度依赖性指标,并分析测量结果。研究表明:透射比均匀性和角度依赖性能直接反映出AWF的技术性能,是评价AWF产品质量的重要技术指标;系统获得的结果与产品标称数据具有很好的一致性,可作为标准检测器具广泛应用。     

基于FLACS的海上钻探平台井喷爆炸事故后果模拟分析*

为研究海上钻探平台井喷燃爆事故后果,运用FLACS软件对某深海钻探平台井喷爆炸事故进行模拟,研究在不同事故场景下气云爆炸发展过程及平台荷载分布规律,讨论井喷速率、风向、点火位置等对爆炸超压的影响。研究结果表明:随泄漏速率增加,爆炸强度和爆炸范围均增大,爆炸严重程度不仅与井喷速率密切相关,同时也受平台结构影响;点火位置会对爆炸超压产生影响,在可燃气体与空气混合气体比例为化学理论当量比处点燃气体,生活区承受的爆炸超压最大;在设施及建构筑物分布较为密集、拥塞度较高的地方产生的爆炸超压更大。研究结果可为可为平台的阻隔防爆性能设计与应急响应提供指导。     

钢丝自重对测量桥式起重机上拱值影响的修正值的计算

拉钢丝法测量桥式起重机上拱值是一种简单、直观的测量方法。本文推导了该方法中由于钢丝自重引起的下垂量的计算方法,计算了不同跨度起重机测量时,沿主梁全长的修正值,拓宽了该方法的应用范围。     

海上钻井平台井喷天然气爆燃特性研究

针对海上钻井平台井喷事故特点,基于计算流体动力学(CFD)理论,建立了海上钻井平台井喷天然气爆炸事故的风险预测与评估模型,对不同风况、不同场景条件下的井喷天然气爆燃特性进行模拟和分析,探讨爆燃超压和爆燃火焰的发展规律,并评估其危害程度和影响范围。结果表明:钻台区域最大超压值为6.1 kPa,对平台结构及设备不会造成明显破坏,对作业人员有轻微伤害;悬臂梁内部最大超压值达到10.4 kPa,会造成平台结构、设备轻微损坏,对作业人员伤害严重;分析了不同场景条件下爆燃火焰的发展规律;高温燃烧火焰会严重影响平台结构、设备等钢材性能,导致设备损坏、结构失效甚至坍塌,对附近作业人员会有致命伤害。     

关于井喷H2S扩散数值模拟初步研究

井喷发生时,在复杂地形和气象条件下,用普通方法很难精确计算出场的时空分布.CFD(Computational Fluid Dynamics)方法虽然理论上能够计算,但是受限于目前的数学基础以及计算机计算能力的限制,CFD方法还很难在大范围地域条件下得到推广和应用.本文的目标就是如何在这些条件下采用合理的假设改进CFD算法,计算出井喷发生后的场的时空分布.在算例中,本文计算维多辛斯基曲线喷嘴射流的流场分布,并与实验值比较.结果证明,所采用的模型和计算方法的计算结果与实际情况基本相符,模型和计算方法可以适用井喷的数值模拟.     

活性炭碘值的测量不确定度评定

本文依据GB/T7702.7-2008,对活性炭碘值测量过程中的不确定度分量进行了分析和评定,定量表征了测量结果的可信程度。测量不确定度主要来源于碘标准滴定溶液、滴定过程、重复性引入的不确定度,从而对此测量方法的准确性进行了科学的判断。     

核辐射监测全沉浸式VR训练系统设计与实现

为解决核事故或其他涉核场景应急或处置训练过程中,受训人员暴露在核辐射环境下存在内外照射风险的问题,以核辐射监测训练为例,应用虚拟现实(VR)技术模拟训练过程。首先,构建点源辐射场多层介质衰减计算方法;其次,分段线性简化探测器角度响应曲线,以模拟探测器对方位角度的响应;然后,开发考虑物体遮挡以及探测器角度响应的虚拟探测器读数实时计算模型;最后,构建全沉浸式虚拟训练系统。结果表明：系统计算的虚拟探测器位置处剂量率值与美国保健物理学会(HPS)Rad Pro Calculator计算结果一致,符合物理规律;探测器读数根据探测器方位角和空间位置进行修正,可还原真实探测过程中探测器显示数值变化,受训者在虚拟训练过程中得到与真实核辐射监测相似的反馈;从实时虚拟辐射场计算、核辐射监测设备仿真到人员全沉浸体验的系统优化设计,能够避免受训人员赴真核环境训练核辐射对身体健康的影响,有助于提高受训人员应急辐射监测能力水平。     

基于加速度计的起重机制动下滑量测量

介绍了现有起重机制动下滑量几种主要的测量方法,从适用性、安全性和可靠性的角度分析了现有测量方法的特点和不足;介绍了加速度计用于机械工程测量的力学原理,分析了起重机起升机构下降过程中制动器介入的各阶段情况,研究了将加速度计应用于起重机制动下滑量测量的实现过程,对加速度采集的信号进行数学建模,阐述了加速度计用于起重机制动下滑量测量的可能性。     

基于集对分析的天然次生林伐后10年的效益研究

在定量计算天然次生林经5种不同强度采伐(弱度18.6%、中度28.2%、强度45.5%、极强度75.5%、皆伐100%)10 a后的经济效益指标,定位测定伐后10 a林地土壤肥力和蓄水保土指标变化量的基础上,采用集对分析方法,定量计算天然次生林不同强度伐后10 a的综合效益,从而确定最优采伐强度.结果表明,仅考虑经济效益,皆伐最优,极强度择伐次之,弱度择伐最差,其评价值依次为0.566、0.553和0.430;仅考虑生态效益,弱度择伐最优,中度择伐次之,皆伐最差,其评价值依次为0.754、0.651和0.472;综合考虑经济和生态效益,中度择伐最优,其余从大到小依次为弱度择伐、强度择伐、极强度择伐和皆伐,其评价值依次为0.601、0.589、0.535、0.509和0.508.研究表明,"中度择伐"是闽北天然次生林伐区作业的最优采伐强度,适合类似本试验自然条件的林区借鉴.