独立驱动的泥浆泵与柴油机工作过程的计算机模拟与最优匹配

从节能的角度出发,作者对单独驱动泥浆泵与柴油机工作过程的计算机模拟与系统优化作了初步探索,建立了钻进过程的计算机模拟及优化程序,从而找到了钻一口井的过程中总燃油耗量最小的柴油机最优匹配转速。     

基于套变数据的盐岩地层非均匀地应力反演

非均匀地应力是直接造成套管承受非均匀载荷和间接造成套管挤毁损坏的主要原因之一,而套管变形数据与地应力变化密切相关。基于套管变形数据,利用最小二乘法建立非均匀地应力优化反演模型。将套管内壁观测点实际变形量与计算变形量差值的平方作为目标优化函数,非均匀地应力作为设计变量,采用零阶函数最小二乘逼进优化方法,对满足套管内径变形量条件下的非均匀地应力进行有限元数值优化反演分析。并基于全井段测井资料的岩石力学参数解释,对川东北某气田HY1井不同套损段的非均匀地应力进行反演计算。计算结果为该区块后续钻井设计、套管强度设计及修井作业等提供依据,该方法为盐岩地层非均匀地应力的获取提供了新途径。     

南海深水钻井平台锚泊系统预张力优选研究

根据不同工况对锚泊系统的不同要求,确定锚泊系统性能优化的设计变量、优化目标和约束条件等。以南海某深水半潜式钻井平台为例,采用ANSYS-AQWA软件建立平台-锚泊系统动力耦合分析模型,根据现场环境载荷划分工况,并采用AQWA-DRIFT模块进行时域分析,得到各个方向上平台的最大漂移量、平均漂移量及系泊线最小安全系数等结果。基于作业工况安全作业窗口最大的优化要求,以及现场对平台漂移量和系泊线安全性能要求的优先级顺序,确定作业工况下的最优预张力范围;选取某极限工况,基于极限工况系泊线安全系数最大的优化要求,确定极限工况最优预张力范围。     

基于稳定的导管架海洋平台的多目标优化设计

把导管架海洋平台看作钢框架结构,并把多目标优化设计方法用于结构的设计中.以结构的总重量和结构构件的长细比为优化目标,以导管的平均直径和壁厚作为设计变量,考虑强度、刚度和稳定等约束条件.并以胜利油田埕北#11单井采油平台为例进行了计算,计算结果表明此方法对海洋平台的设计具有一定的参考意义.     

深水半潜式平台上甲板钻井设备布局研究

半潜式钻井平台广泛应用于海洋油气钻探和开采作业,平台上层甲板钻井设备布局对平台钻井作业性能有着重要影响。结合半潜式钻井平台的布局特点,利用包容盒法对上甲板钻井设备进行简化。将最短材料输送距离和最小质心横偏量作为上甲板钻井设备的布局目标,确定布局约束条件,建立上甲板钻井设备布局数学模型。并用遗传-模拟退火算法进行优化,求解得出布局方案,待布物质心横偏量最小能达到0.206 m,大大小于许用值0.700 m。优化结果表明模型与算法的有效性,适用于半潜式钻井平台上甲板的布局优化设计。     

基于稳定的导管架海洋平台的多目标优化设计

把导管架海洋平台看作钢框架结构,并把多目标优化设计方法用于结构的设计中。以结构的总重量和结构构件的长细比为优化目标,以导管的平均直径和壁厚作为设计变量,考虑强度,刚度和稳定等约束条件。并以胜利油田埕北#11单井采油平台为例进行了计算,计算结果表明此方法对海洋平台的设计具有一定的参考意义。     

码头装卸油作业防溢油方案实施优化

海上或码头加卸油作业时,为防止油品泄漏造成大面积海面和沙滩污染,需要布放围油栏隔离作业区域,传统围油栏作业难度大、效率低、风险较高,分析传统围油栏的布放、回收作业的缺陷,通过优化、改进作业方法,把在海面操艇协助布放、回收围油栏优化到岸上来实施。设计气动卷绳绞车和围油栏快速收放清洗装置协助围油栏作业,设计软管保护支架保护输油软管,降低人员伤害,避免过度依赖工作艇才能实现围油栏作业的尴尬,避免输油过程中软管因外力磨损、破裂而发生泄漏污染。南山终端装缷油优化前后作业时间和资源消耗的统计对比表明,优化的作业方案可降低防溢油作业难度,提高工作效率,相比传统作业在安全、经济效益和节能环保方面都有显著提高,优化方案可为其他码头装缷油作业提供参考。     

自主共轨系统路谱统计软件开发

基于MATLAB软件开发了一套共轨系统路谱统计软件,设计了实时显示的人机交互界面,采用面向对象的编程方法实现了同电控单元的串口通信程序及定时数据处理程序;并将代码编译打包,满足了通用安装的需求;运用该软件对一辆油耗偏高的自主共轨公交车进行跟踪实验,结果显示该车柴油机运行范围多集中在较高油耗区域,经控制参数优化后平均运行油耗降低12%,效果良好。     

声波技术进展

正钻井作业面临许多挑战。优化储层产量、降低钻井作业风险是作业者首要追求的目标之一。声波传感器技术取得的进展为解决这些难题提供了方案。声波传感器可使用多极子源测量纵波和横波数据,用以计算岩石力学特征参数,有助于优化水力压裂过程和完井设计。声波测量值还有助于确定岩性、孔隙度和孔隙压力,用以对地质力学模型进行标定,并可优化和定义出一个安全的泥浆加权作业窗口。如果没有获得这些信息就可能存在作业风险,即如果泥浆重量太高,地层可能会被压裂;如果泥浆     

基于粒子群算法的综合调整方案优化方法

针对特高含水后期综合调整方案考虑因素多、实现产出投入比最大化难的问题,运用粒子群算法,以增油量目标、增液量目标、增注量目标、作业费用等为约束条件,建立了基于粒子群算法的综合调整方案多目标优化模型。将研究成果应用到大庆杏南油田综合调整年度方案中,利用文中方法比人工优化少实施16井次,年度多增油0.2×10⁴t,年度少产液0.2×10⁴t,自然递减比计划低0.01个百分点,年均含水比计划低0.03个百分点,产出投入比由过去的2.61:1.00提高至2.91:1.00,取得了较好的效果。研究成果对提高综合调整方案的质量和效率具有重要指导意义。     

2500型压裂车车架结构多目标拓扑优化设计

针对压裂车行驶路况恶劣、整车质量大以及执行压裂作业时振动剧烈而导致车架结构容易破坏失效的情况,基于SIMP变密度法对2500型压裂车车架进行拓扑优化设计。建立车架结构多目标拓扑优化数学模型,采用折衷规划法定义多工况刚度拓扑优化目标函数,平均频率法定义动态频率拓扑优化目标函数,通过优化获得同时满足结构刚度和动态特性要求的压裂车车架拓扑结构。对比优化前后车架性能,该车架结构设计合理,同时改善了各项综合性能,从而为车架结构优化设计提供了一种行之有效的方法。     

深海半潜式平台上部模块布局关键技术综述

深海半潜式平台是深海油气田钻探开发的关键装备,处理量大、功能齐全、设备繁多。作为深海半潜式平台设计的关键技术之一,其上部作业模块总体布局应满足作业工艺,平台稳性、安全逃生、操作维护等工程约束,是一种典型的多约束、多目标布局优化问题。现有上部模块总体布局方案多依赖于设计人员的经验,设计周期长、效率低、工作量大且很难得到最优布局效果。概述了海洋平台设备布局优化技术、管路布局优化技术及总体布局方案评价体系的国内外发展历程,讨论了深海半潜式平台上部模块总体布局优化技术亟需解决的关键问题,为深海半潜式平台的油气钻采及处理系统高效设计和合理布局研究提供指导性建议。     

基于人工神经网络的热油管道能耗预测模型

对长输管道而言,影响管道输油成本变化的因素众多,但影响最大的是生产油耗和电耗费用.为了更深入地探索输油过程中输量与能耗的变化关系,以某条输油管道几年来输量 及生产油耗、电耗数据为基础,用人工神经网络的方法建立了管道输量与生产油耗、电耗的预测模型.分析表明,该模型的计算结果相对偏差在±5％以内,满足工程实际需要,因此可以用该模型来预测热油管道的生产油耗和电耗.该研究首次建立了热油管道输量与生产油耗和电耗的预测模型,为预测管道的能耗总量提供了便利.     

叉车用低压大电流异步电机优化设计

以某台电动叉车配置的低压大电流感应电机为例,针对电动叉车电机性能特点,选取定子槽口宽度、槽口深度、槽深度、转子槽深度、槽上和槽下宽度6个参数作为优化变量,以最大转矩、启动转矩、效率作为优化目标,利用计算机辅助电机设计软件ANSYS EM以及田口(Taguchi)正交实验方法验证了相关参数对电机性能的影响;最终得到了优化目标最优的相关参数组合,实现了电机的多目标优化设计。     

自主共轨系统整车降油耗试验研究

通过对某车平面路等速行驶各档负荷曲线与发动机MAP图的匹配分析,提出了基于轨压、提前角等参数的优化标定方法,使该系统在满足排放法规和发动机设计指标的前提下,实现了良好的扭矩特性和经济性。通过对比试验表明：整车油耗降低了近8%,优化了原机的经济性,并为其他机型的降油耗提供了有益借鉴。     

先进的多层压裂技术

埃克森-美孚公司开发了两种新型的水力压裂增产技术,这两种技术可以在单井中对多个层位进行快速高效压裂.该项技术开发的目的主要是把含有多夹层或者是需要压裂才具有长期产能的层位的油气藏改善、开发成具有经济价值的油气藏.这两种技术的优点包括:①可以用一套井下作业设备就可以进行多个目标层作业;②可以选择作业目标层的位置,这样对每一个目标层位都可以进行专门设计,以实现油井的最大产量;③在对每一个层位进行作业时,对作业目标层之外的层位进行有效的隔离设计,对前面的作业层位进行有效的保护,避免对其产生油气藏损害;④压裂泵的泵速较高,为多个层位进行有效压裂提供了足够的能量.     

分层采气多目标优化模型配产研究

为了对分层采气工艺的配产方法进行系统研究,首次把可同时考虑多目标、多约束条件的多目标优化配产方法应用到分层采气工艺上。结合涩北气田的实际情况,对于3层油管分采工艺,可以认为天然气从储层到井底的流动是多压力系统(相当于多井生产),从井底到井口的流动是单压力系统(相当于单井生产),以产气量最大、稳产期最长、稳产期产出程度最大作为优化目标,建立了多目标优化模型,并给出了模型求解方法。应用实例表明,分层采气多目标优化模型配产方法尽管求解过程复杂,但方法可行,结果可靠。     

测井仪器推靠机构的优化设计

本文应用复指图解法及优化技术可变容差法,借助电子计算机对石油测井仪器中的机械推靠机构作了分析,揭示了本机构各结构参数对上滑块位移和作用力的关系。把影响上滑块位移和力的各种因素,综合为追求上滑块位移和力为最小的目标,并通过优化技术,获得几种优化方案。证实了优化技术对石油测井仪器的设计具有先进性和现实意义。本文列出一系列数据和曲线可作为设计资料,所提出的几种优化方案可供设计同类型测井仪器推靠机构或改进现有机构的参考。文中所用方法是设计的基本方法,适用于各种石油测井仪器的机械设计。     

高精度深水钻井补偿系统集成设计

深水钻井补偿系统是海洋深水资源开发的关键装备。以最大补偿载荷4 500 kN、补偿精度90%、适应全球海域全天候作业要求为目标,开展了补偿系统集成设计研究。分析五种补偿类型和三种补偿机理与钻探系统的适应性及对补偿系统综合性能的影响,选择适应钻采船作业要求的补偿型式。通过补偿系统整体配置计算,确定系统主要参数。对比分布式和集中式控制两种方案,最终确定分布式控制形式。通过布置方案和结构优化,以提高作业效率、降低作业成本、提高操作维护性为目标,形成高效作业的深水钻井补偿系统集成设计解决方案。最后通过试验验证了设计方案的合理性。     

基于复合形法的提管架夹紧机构优化设计

海底管道在铺设和使用期间可能会发生泄漏、屈曲或灾难性的破坏。对损坏的海底管道进行应急维修时,要用提管架将管道提离海床,为使用其他维修设备进行维修提供作业空间。管道夹紧机构是提管架的重要机构,采用复合形法对管道夹紧机构进行优化计算,根据优化对象建立了优化数学模型;确定设计变量,建立了目标函数;建立了以不等式形式给出的约束条件;应用Matlab编写优化程序,迭代求得最优解。