海上导管架平台结构健康监测技术研究及应用北大核心CSCD

目的通过研究适合在役导管架平台结构的健康监测技术,梳理1套能够实现平台结构全生命周期风险管控的实时监测系统开发方案。方法对比了实际监测数据与数值分析结果,结合实际管理风险需求和实际监测效果对评估和预警指标确定方法进行研究。结果设计了集成监测系统与独立远程监控系统,采用C++程序、LabView工具及北斗通信技术,实现对不同类型数据的同步采集、存储和远程传输。找到了通过特征提取和模式识别对监测数据进行处理的方法,实现对平台状态模式和健康状况的实时评估和预警。结论该系统和方法能够有效地反馈平台结构的健康状况,并辅助设施完整性管理人员对异常情况进行科学决策,为今后开展导管架结构监测、数字化、智能化提供了良好的工程实践经验。     

云录井技术特点与应用效果

云录井技术利用通信网络资源,采取井场综合录井仪加密传输、云录井管理中心对云虚拟综合录井仪群集实施管理,实现基地对多地远程监控现场录井实时信息、远程操控气体检测分析系统、远程同步录井等功能,为远程专家集中分析决策、指导现场作业人员快速解决系统故障、降低现场仪器操作人员操作维护工作量、快速推广普及石油工程技术物联网系统等提供有效平台。     

GW-RSL远程录井系统

GW-RSL远程录井系统将现场采集的传感器、烃类气体、音频和视频数据传输给双向传输系统和现场录井系统,通过远程无线网络将数据实时传回基地;基地技术支持中心通过远程同步控制系统对现场设备进行控制,完成远程数据实时采集、监控、专家分析、诊断、录井作业管理等过程的操作与分析,实现基地与现场一体化录井作业。该系统由远程录井支持、远程同步控制、远程专家决策3个子系统组成,通过基地与井场间20~150 Mb/s带宽的高速数据传输通道,实现基地与现场双向闭环实时控制。现场应用表明,该系统在远程专家支撑提升技术能力、管理流程再造提高管理效率、在线实时监测分析确保安全钻井、基地现场一体化作业和减员增效等方面发挥了重要作用。     

深水半潜式生产储油平台人员定位系统应用研究

深水半潜式生产储油平台承担着陵水17-2气田的油气开发及存储运输工作。平台内部复杂的建筑结构以及密集部署的电子设备增加了火灾、浸水等紧急情况发生的概率,也增加了疏散平台作业人员和火灾救援的难度。针对平台发生紧急情况时,实时定位平台作业人员位置以提高救援效率的需求,本文基于超低功耗的RSSI的蓝牙定位算法,设计了一个高效、稳定的深水半潜式生产储油平台人员定位系统,通过可视化界面实现中央控制系统对平台作业人员进行实时定位,以及人员和平台管理等功能。在紧急情况发生时,最大限度保障平台作业人员的生命安全,提高平台的安全运维水平。     

采气管道风险预警云图像协同辨识及定位技术分析

针对长北作业分公司天然气支干线巡检工作量逐年上升,外协问题不断增加,第三方单位违法违规在天然气管网周边作业案件频发,管线管理费用居高不下的现状,通过对长北作业区域天然气管网依靠人员巡检弊端的分析,并结合管网目前存在各类管理风险的评估,提出利用基于云图像的监控巡线系统,提供一个可靠的图像监测信息传输平台,将巡检人员的现场目测巡视加经验判断的检查模式变为自动采集+智能分析,降低了工作强度,减少了遗漏及误判的可能性。结论认为此系统对提高天然气管网巡检效率及检修质量等方面具有指导意义。     

某海上气田智能化建设探索

在数字化、智能化等技术高速发展以及新一轮低油价寒冬的双重影响下,南海某气田积极响应中国海洋石油“1534”发展战略,通过智能化建设实现高质量发展。该气田以实现井口平台无人化、中心平台少人化、综合管理一体化为目标,通过采用智能巡检机器人、智能调配气系统、综合管理一体化平台等,实现对现场油气生产全面感知、实时监测、故障诊断、智能调配、高效协同。通过井口平台无人化和中心平台少人化改造预计减少海上作业人员30%,通过综合管理一体化平台建设,全面推动业务重构、管理流程优化、管理效率提升、管理机制变革,最终实现作业人员从海上到陆地,油气田开发方式从传统向现代化、数字化的双重跨越,大幅度提升运营效率,降低油气田操作成本。     

渤海海域大型平台组块浮托安装的环境与运动监测实践

以重约12 500 t的海洋平台上部组块为例，对冬季渤海海域应用浮托安装法进行平台海上安装过程中的风、浪、流和潮等环境条件和驳船运动等进行监测和较详细的结果分析。结果表明，现场环境因素和驳船运动等满足设计要求，监测结果为指挥人员高效地获取现场实时数据提供支持，并给出适合作业时间窗口期及指导现场作业安全有效进行。可为今后同类工程施工提供参考，使大型平台浮托安装得到更安全有效的实施。     

基于声发射的导管架海洋平台结构健康实时监测研究

海洋平台在长期服役过程中受环境载荷及各种作业的影响,结构可能发生不同种类的损伤,因此进行结构健康监测对保障平台作业安全具有重要的工程意义。该文将声发射技术应用到导管架海洋平台上部组块结构损伤实时监测中,以CEP导管架平台为研究对象,研究适合工程现场的监测方案,提出基于检测数据的结构健康评定方法,通过对比存在不同程度缺陷的救生艇支架验证声发射技术在海洋平台结构健康监测的适用性。研究表明,声发射检测能实现活动性损伤进行定性评价,可对关键承载结构的健康状态进行长期监测。     

实时生产动态管理系统在老油田精细管理中应用

XJ油田为海上老油田,平台信息化水平低,现有生产模式已经已不能满足油田精细化管理的要求。系统采用计算机信息化技术在老油田建立一套实时生产动态管理系统,开展了现场机械仪表电子化升级改造、实时信息采集、信息传输、信息应用及软件系统研发。系统实现了海上及陆地工作人员可以实时获得油井井下至井上4类约20项数据,并充分应用到油井生产动态实时监测诊断、油藏动态研究和管理、井下作业指导等方面。该系统不仅提高了老油田精细化生产管理和油藏管理水平,降低了设备故障率及作业风险,助力平台油井电泵寿命连续大幅度增长,平均每年增长幅度达到37%,从而提高了老油田开采经济效益,同时推进了老油田数字化、实时化、精细化及自动化管理。     

海上模块钻机新型作业模式的创新与实践

为了克服海上模块钻机在传统作业模式中建造费用高、周期长、设备及人员需要磨合期和作业管理难度大等诸多难题,需要探索一种新型作业模式。通过合理分配人员和设备资源,模块钻机建造阶段钻完井方提前介入调试,对设备进行最大限度的国产化,充分协调钻完井方、采油方和修井方之间的关系,提出并实践了一种新型作业模式,提高作业效率的同时更好地发挥了现有设备的价值。应用此模式可以在共用钻井支持模块（DSM）的平台实现钻完井和修井同时作业,互不干扰,提高作业效率。经过渤中28油田某平台的现场应用,该模式发挥了目前已有设备价值,使平台整体建造费用大幅降低,现场修理比率控制在较低水平,钻完井和修井作业可同时进行。     

导管架平台结构静载变形检测实验研究

基于光纤光栅传感技术搭建了海洋平台变形检测实验系统,通过合理布置测点对导管架平台结构进行了静载变形检测实验,提出了利用桩腿应变总和与竖向静载的关系曲线对平台超载隐患进行安全预警的方法,旨在为国内类似平台的变形检测与长期监测研究提供借鉴和参考。     

高耸塔设备倾斜监测与安全评估方法研究

针对高耸塔设备受风弯矩影响的倾斜问题,利用材料许用安全条件和倾角监测技术,提出了塔设备倾角监测及安全评估方法.基于材料力学原理的许用强度安全限制条件,通过求解塔设备各截面处受风弯矩的倾角计算式,推导出各危险截面的许用倾角计算式;监测布置在各截面上倾角仪的实时倾角值,将监测值与许用倾角值进行比较,对塔设备倾斜情况进行安全...     

华北油田水力压裂实时预警系统

砂堵是导致水力压裂失败的重要原因之一,为此研发了一套压裂实时监测及预警系统。该系统在实时监测压裂施工关键参数的基础上,通过油压-时间、套压-时间双对数曲线的斜率进行压裂实时预警。在调研多口井压裂数据资料的基础上,分析了压力-时间双对数曲线的3种模式,通过实时判断当前压裂施工状态处于何种模型进行预测在该模式下可能出现的风险;同时根据成熟的二维裂缝模型PKN、KGD和Penny径向模型可以计算出裂缝的缝长和平均缝宽,并以此来确定裂缝走向是否与设计相符;如果发生偏差可以考虑是否要减小动态参数,来改变裂缝走向。现场应用结果表明,该系统集实时监测数据、预警于一体,具有较好的应用价值。     

2022 年 3 期目录

随着人工智能技术的快速发展及其在油气领域的广泛应用，智能压裂技术取得较大的进展，包括裂缝参数及压裂参数智能优化、智能压裂流体及材料、智能压裂设备及工具、压裂风险智能预警系统、压裂参数实时优化智能控制和压裂裂缝智能监测技术等方面，但其智能化程度不一，没有形成一个完整的智能压裂技术体系。在分析智能压裂技术现状的基础上，指出了智能压裂的发展趋势，包括开展小数据样本的深度挖掘、建立基于三维甜点分布的地质工程一体化压裂智能决策平台、研制智能响应性压裂流体及材料、研制裂缝扩展四维智能监控模型并实现可视化、研制无人值守压裂设备及智能工具等，这对于形成完整统一的智能压裂技术体系，实现新一轮水力压裂技术的革新具有重要意义。      

穿越地震断裂带的管道安全监测预警系统

对穿越地震断裂带的油气管道实施安全监测有助于保证管道的安全运行,最大限度地避免重大灾难性事故的发生。为此,从地震断裂带对穿越其中油气管道的安全影响入手,简要分析了地震断裂带的管道受力特点和国内外管道地震监测技术的发展动态,建立了穿越地震断裂带的管道安全监测预警系统。该系统兼顾灾害的主、客体,分别对致灾体和承灾体实施监测,监测预警系统由监测传感、数据采集与传输、数据管理与处理和预警信息发布4个子系统构成,采用先进的传感元件,通过北斗卫星和GPRS双信道的通信模式实现数据传输,再由计算和分析软件完成数据处理和分析,自动评价局部管道的安全状态,并在异常时发布预警。同时还详细介绍了各子系统的功能特点以及该系统在国内输气干线某主要地震断裂带上的监测预警效果。现场应用效果表明,管道安全监测预警系统获取的大量管道工作状态参数能够为穿越地震断裂带的管道安全保护提供科学依据。     

大数据技术在高压加氢换热器运行状态评估中的应用

高压加氢换热器是炼油厂的重要装置,但高压加氢换热器面临着铵盐腐蚀导致泄露的问题,因此对加氢换热器的运行状态评估十分重要。针对使用传统方法进行加氢换热器运行状态评估的不足的问题,本文提出了一种基于大数据的高压加氢换热器运行状态评估的方法。对于工业界常见的噪声数据,本文提出了自动化的噪声区间检测算法。对于传感器参数维度高、存在不相关维度的问题,本文提出了基于皮尔森系数的关健参数检测算法。最后,本文提出了一种基于主成份的系统健康打分算法,辅助现场施工员评估高压加氢换热器健康状况。基于大数据技术的高压加氢换热装置的运行状态评估,有助于帮助施工人员更准确掌握工业系统状况,对于故障的预警有积极指导意义。     

油气工程技术企业安全监管数字化及其应用——以中国石油川庆钻探工程公司为例

安全风险预警是石油企业安全管理的重要内容。以预警理论为基础,结合石油企业生产特点,建立了基于模糊综合评判技术的事故风险预警模型,在该模型的基础上,开发出了生产安全预警系统。安全监督、安全管理和各级管理者将陷患、违章基础数据分类录入,系统对信息数据同步分析计算,得出公司各层面的风险值,当达到预警临界值时系统自动报警。该系统通过安监数字化分析结果,生成风险趋势图,为企业现场生产端和机关管理端（监管者）提供有效的预警信息,是目前较为完整的生产安全预警系统,为评价企业安全生产状况提供重要判定指数,实现了企业安全生产状况评价由定性向定量的转变,取得了较好的现场应用效果。     

海洋钻井平台关键设备智能维修系统设计与开发

讨论预防性维修的弊端及状态维修理念现存的不足,引入智能维修的概念,在设备实时在线监测基础上,研发以功能业务为主线、多源数据为驱动的海洋钻井平台关键设备智能维修系统,依据故障诊断预警理论,评估平台设备状态并提供合理维修建议。该系统已成功用于辅助平台维修人员开展对顶驱、主机和推进器等设备进行维护维修工作。应用结果表明,该系统报警准确率和诊断准确率分别达97.51%和90.08%,系统可有效降低维修成本,提高维护效率和质量。     

寒区海洋经济型抗冰结构预警报管理系统

面向寒区海洋经济型结构冬季作业中的海冰风险,开展预警报监控技术研究工作。基于结构冰激失效分析,明确预警报模式,构建海冰风险物联网监控系统。研发的温深剖面测量技术、冰情要素图像测量技术、结构姿态测量技术等关键技术产品,确保了监测信息的完备性、同步性与监测系统可靠性;研发的冰情要素预测技术,实现了海冰风险信息的实时预警。通过在辽东湾油气平台的应用示范,验证数据的准确性,保障平台设施的冬季安全生产。