油气井井喷失控灭火仿真平台的研究与应用

为了解决油气勘探、开发过程中因各种异常复杂情况（特别是在有毒有害气体泄漏、着火扩散蔓延）导致油气井井喷失控着火后的处理技术难题,开展了油气井井喷失控灭火现场仿真系统的研究开发与设计。采用3DS Max技术对油气井着火现场进行三维场景建模,运用虚拟现实技术实现灭火现场实时漫游及灭火操作人机交互功能,参照油气井灭火抢险作业工艺流程,确定仿真系统设计流程,并对抢险灭火流程进行了重点模拟,通过RPG角色扮演使操作员熟悉各抢险流程,最终实现了具有三维可视化、人机交互等特色功能的油气井灭火抢险作业仿真训练平台的开发,为实际灭火作业操作提供重要参考依据,并成功应用于2009年中国石油天然气集团公司举行井喷事件专项应急预案演练中,为灭火抢险演习作业带来了较好的社会效应和经济价值。     

半潜式钻井平台系统VRML仿真关键技术研究

为深入研究半潜式钻井平台结构和功能,建立其仿真系统具有重要意义.按照实际比例建立了钻井平台、钻机井架、绞车、天车、顶驱、游车等的零件及其装配体三维模型,并装配出钻井平台系统模型.在此基础上,研究了半潜式平台系统仿真技术中虚拟现实下VRML文件优化,采用了预优化处理、基于面片数的优化、基于节点复用的优化、基于数据精度的优化以及基于文件压缩的优化等不同的优化技术,设计出半潜式深水钻井平台系统VRML虚拟仿真模型以及系统完整总体结构.     

ROV扭矩工具系统研制与应用

ROV扭矩工具(TT)是深水水下油气田开发过程中使用的水下机器人(ROV)作业装备。ROV扭矩工具系统是以ROV为核心,包括扭矩工具本体和控制系统,其结构尺寸和工作能力与工作效率是影响水下作业的便利性与作业成本的关键因素。依托南海某气田水下生产系统,参考ISO13628-8等规范,设计出具有多尺寸自适应接口、牙嵌离合换挡结构和锁紧机构的扭矩工具及其控制系统。采用有限元分析软件对扭矩工具关键部件进行仿真分析。完成了扭矩工具的样机研制并进行测试。测试结果表明：水下ROV扭矩工具的锁紧、解锁功能,换挡功能,马达闭环控制功能均可实现,技术参数满足设计要求。研究成果对ROV扭矩工具及其控制系统的技术发展和产品开发均有借鉴意义。     

基于物联网的采油厂智能化高效作业运行系统开发

为提高采油厂作业生产的时效性,实现全作业生产过程中数据共享、资源优化匹配和优化调度以及作业效果智能化考核,结合物联网、信息化和智能化等技术,采用B/S架构并利用C#语言开发了一套基于物联网的采油厂智能化高效作业运行系统。该系统利用Oracle 10g版本数据库软件构建数据库管理平台,设计开发相应的数据表结构,采用Dreamweaver、ASP.net实现动态网页的开发与后台数据处理程序的编制。现场应用结果表明,该系统实现了全作业生产过程信息的采集、监控和共享,具有资源的优化配置和调度以及作业效果智能化考核功能,提高了作业生产过程的时效性。     

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。     

水平井作业机器人分布式控制系统设计

针对水平井作业机器人的结构特点,采用分布式结构理论,设计了基于PIC18F2620微控制器的1个上位机和多个分布式下位机的2层分布式控制系统。上位机通过电力线向下位机发送控制指令,控制相应的下位机控制模块完成特定的功能,同时实时接收下位机反馈的状态监测参数,并在人机交互界面上实时显示和判断水平井作业机器人的工作状态;上位机与下位机之间采用电力线载波通信技术实现电力传输和数据通信。通信试验和综合测试结果表明,水平井作业机器人分布式控制系统运行稳定,通信实时性强,满足水平井作业机器人的控制要求。     

油田注水仿真优化系统的应用

一、油田注水仿真优化系统应用概况 近几年．随着计算机技术和系统仿真技术的快速发展．国内外对虚拟现实技术和面向对象的图形仿真技术的应用已达到实用阶段．如航空、电站等仿真系统．但在拟实油田管网系统设计与仿真研究方面应用较少将虚拟现实技术与仿真技术相结合,应用到油田注水管网系统中,从而实现油田管网系统从设计到运行的总体优化,为运行管理和生产决策提供科学依据的技术称为油田注水系统仿真优化系统。     

新一代信息技术在石化电商领域的应用研究

中国石化采用云计算分布式架构构建了易派客工业品电商平台,针对传统“烟囱式”架构存在的系统瓶颈、拓展性弱、数据库性能低等问题,该平台采用云计算和分布式架构的核心技术,以“平台+应用”的设计理念,结合相关业务需求和关键技术,完成了新一代电子商务平台的建设。分别介绍了该平台的分布式应用架构、分布式数据架构以及该平台大数据技术的应用情况,阐述了该平台在应用过程的创新模式。该平台的应用驱动了业务创新,推动了智慧服务生态圈的建设和发展。     

F48-70型水下防喷器组研制

结合目标平台,采用防喷器结构优化技术、胶芯超弹性复合体三维仿真模拟分析技术、高强度高韧性低合金钢制造技术、抗硫剪切闸板设计制造技术、耐高温胶料配方及硫化技术等水下防喷器组关键技术,研制出了国内首套F48-70型水下防喷器组。F48-70型水下防喷器组配置了抗硫剪切闸板、耐温177℃管子闸板、耐温149℃变径闸板,可满足高温高压、高含硫井钻井作业要求。该防喷器组通过了中国船级社、挪威船级社、四川科特石油工业井控质量安全监督测评中心等第三方的检验,检验结果符合API Spec 16A要求,为该水下防喷器在海上应用奠定了基础。     

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。     

基于虚拟现实的炼油企业过程模拟仿真系统——虚拟炼油厂及其应用

With the combination between system simulation and virtual reality,we have established an integrated virtual refinery simulation platform,and analyzed the overall design and principal architecture.This paper introduces a simulation algorithm about a refinery based on virtual reality,and explains how the algorithm can be applied to the virtual refinery integrated simulation platform in detail.The virtual refinery simulation platform,which consists of a three-dimensional scene system,an integrated database system and a dynamic-static simulation system,has many applications,such as dynamic-static simulation of key process unit used as process control and oil tank blending simulation for scheduling.With the visualization and human-computer interaction for acquiring production and process data,this platform can provide effective supports on staff training related with monitoring,control and operation in refinery.Virtual refinery can also be web published through the internet and it is helpful for the distance training and education.     

网络化钻井工程协同虚拟设计系统研究

针对网络环境下钻井工程设计的特点,提出网络化钻井工程协同虚拟设计系统的概念和体系结构。运用计算机支持协同工作和虚拟现实技术,建立了基于多智能体的钻井协同虚拟设计平台和分布式远程沉浸平台。面向钻井工程群体设计工作流,网络化协同虚拟设计系统以钻井工程协同数据仓库为支撑,能使跨地区部门的钻井工程设计人员在群体协同工作时具有足够的协同性、可视性和临场感,实现了多方设计人员协同、分散、并行进行远程沉浸式钻井工程异地协同虚拟设计和决策分析工作。详细讨论了系统的功能和关键技术。本系统的应用,使钻井工程设计实现了资源、信息和知识的共享。     

基于Unity WebGL的海洋平台建造虚拟仿真系统

以海洋石油981钻井平台为例,整合WebGL技术、网络技术、三维仿真技术等领域的高新技术,对船舶建造场景和船体模型进行三维数字化和虚拟化,搭建船舶虚拟仿真样机,对船体建造节点进行动态匹配和工艺信息编辑,并同时突破WebGL渲染和内存分配优化技术,实现网络版的海洋平台建造虚拟仿真系统.通过该系统的实际应用,培训人员可以在...     

基于VRML虚拟钻井现场的技术探讨

虚拟现实技术以其逼真的模拟效果和良好的交互性在石油钻井行业中具有广阔的应用前景。介绍了虚拟钻井的技术路线;讨论了虚拟钻井的关键技术:视觉建模和行为建模;分析了VRML的体系结构以及交互性的应用;展望了虚拟钻井的应用前景。     

虚拟仿真技术在PLET安装上的应用

研究一套应用于海洋工程的虚拟仿真系统,此仿真系统由软件Vortex和Vega Prime的应用程序编程接口（Application Programming Interface,API）函数共同开发。使用三维建模软件Creator建立几何与地理模型,并建立基于Vortex的碰撞检测和动态响应的物理模型。完成仿真系统的总体架构和硬件平台与软件平台的搭建,详述船-缆-体多体耦合系统仿真整体流程,结合海底管道终端（Pipeline End Termination,PLET）海上安装实例阐述仿真系统的操作流程。该虚拟仿真系统对实际海上工程建设、投产及生产维修起到重要的指导和培训作用。     

PetroV软件架构设计中的一些思考与实现

定位于突破国外跨国石油公司的技术壁垒,并能够被作为唯一平台、长期应用于中国石化的年度勘探部署与优选决策,基于最新的、面向不同层次的软件架构设计原则和软件重用技术,“油气资源一体化定量评价软件”(PetroV)的软件架构设计做了一些积极的尝试和探索:1以多种事件响应模型和并发控制模型为代表的、面向服务的领域基础中间件设计,充分体现数据集成、应用服务协作、分布式面向对象计算与分布式数据存储的架构要求;2基于ST-based KIDA(Spatial and Temporal-based Knowledge,Information,Data and Activity)数据建模思路而封装的领域数据模型,在充分考虑时间、空间维度信息的基础上,抽象并约定了基于组合模式的领域对象模型,有助于以元数据管理(归类、过滤)模式实现库表结构的设计、大数据量存储与数据交换;3以通用工具箱接口和远程过程调用接口为代表的不同层次二次开发接口的设计,支撑不同开发环境下对后台不同服务的调用,及不同客户端应用软件框架的快速开发和集成;4由抽象接口类、工具箱类及相互之间的应用协作组成的应用软件框架设计,通过接口反转技术,能够最大程度降低不同专业软件的开发工作量.PetroV在中国石化的深入推广从侧面证明,合理的软件架构设计方法或软件重用技术是勘探开发类专业软件平台迎合大量不确定性业务需求并确保软件品质的根本前提.     

虚拟现实地震资料解释平台的应用研究

论述了国内外虚拟现实技术在石油工业的应用与发展状况。对虚拟现实在地震资料解释中的应用进行了研究,提出了虚拟现实地震资料解释平台的设计目标,给出了一种国产化的系统设计方案。该系统由专业软件层、模型数据库层和虚拟现实软硬件系统层等3大部分组成。并对实施该方案的经济和社会效益进行了分析。     

顶部驱动钻机虚拟样机技术研究

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的产品设计开发和评估手段,在实践中已显示出优越性.研制、开发的顶驱钻机虚拟样机系统可以对顶部驱动钻机进行基于物理的三维动态仿真和虚拟环境下的性能分析,并可对顶部驱动虚拟样机系统数据进行管理.介绍了顶部驱动钻机虚拟样机的总体技术,给出了顶部驱动虚拟样机的体系结构及功能结构,描述了顶部驱动虚拟样机建模、装配、运动分析和动力分析以及数据管理等软件模块的构成和功能,分析了顶部驱动虚拟样机的关键技术及其解决方案.虚拟顶部驱动钻井装置样机系统的研制将改变我国石油机械的产品研制思路,为新型顶部驱动钻井装置的设计和制造提供崭新的计算机平台.     

钻井平台推进器系统的安装工艺

介绍一种新型钻井平台推进器系统安装工艺,将其分为舷内部分安装、水下安装以及电动机和浮轴安装等3个阶段.对安装工艺的优化及创新使安装过程更为合理、高效、安全,可保证在较短的时间内成功地完成钻井平台推进器系统的安装工作,同时降低成本、减少安装人员及安装过程中的风险和失误率.安装工艺对于提高我国海洋平台推进器系统的设计、制造...