水下生产控制系统的发展

作为水下生产系统不可或缺的部分,水下生产控制系统的正常运行与否是影响海洋油气田安全性与可靠性的重要因素。介绍了水下生产控制系统的发展历程,分析了全液压控制系统、电液控制系统和全电控制系统等3种水下生产控制系统的工作原理及性能特点,并对这3种控制系统做了对比,指出多系统的应用范围。最后结合国内实际情况,提出了研制国产水下生产控制系统的建议。     

水下生产控制系统结构的设计与研究

作为水下生产系统的重要组成部分,水下生产控制系统(SPCS)提供了数据采集、远程控制和异常情况监测处理等功能。为了满足SPCS在安全可靠性、经济性和可操作性等方面的要求,研究了SPCS的结构设计,介绍了SPCS的功能、组成,对比了独立式、平衡式、组合式和环式等多种SPCS结构的优缺点,分析了SPCS设计应考虑的因素。最后,得出了SPCS结构设计的要点,可供SPCS设计参考。     

水下生产控制系统的比较与选择

分析了常用水下生产控制系统的原理和特点,比较其优缺点,指出其适用范围。     

水下生产控制系统的分析与设计

水下生产控制系统是保障水下生产可靠、安全及沟通水上依托设施的关键,以西澳某深水气田为例,简要介绍了深水开发中水下生产控制系统的设计思路和控制方式的选择原则,对系统的整体结构及其所依附的水上设施控制系统的关系进行了全面分析。     

电液换向阀在水下生产控制系统中的应用研究

以深海电液换向阀为研究对象,在介绍国外深海电液换向阀在复合电液型水下生产控制系统中的应用情况及国内外学者在深海电液换向阀研究领域取得成果的基础上,总结出电液换向阀应用在海洋深水工况条件下应具备的性能要求;通过分析深海电液换向阀的工作原理和技术特点,得出性能要求的实现方式;最后结合我国实际情况提出了几点电液换向阀研制建议,以期为深海电液换向阀的国产化研制提供参考。     

全电式水下阀执行器多电机协同控制策略研究

水下采油树全电执行器多电机协同工作时,由于误差等导致减速器发生振动。为了减少同步误差导致传动系统发生振动的情况,通过对多电机协调策略进行研究,从控制算法层面提出了一种基于改进粒子群算法优化模糊PI补偿器的多电机协同控制策略。使用Logistic混沌映射并结合中心耦合游移的策略改进粒子群算法,采用改进后的算法离线优化模糊控制器的隶属度函数。为了得到最小的同步误差,在适应度评价函数中引入同步误差项。为了验证该方案,建立了Simulink/Adams联合仿真模型,在Adams中以轴套力柔性连接替换理想约束,建立了联合仿真模型和传动机构动力学模型,对传动机构的振动情况进行了仿真。研究结果表明,该方法通过减小同步误差,能有效减轻传动系统的振动情况。所得结论可为多电机协同控制提供参考。     

水下生产装备控制系统的浅水池测试系统研究

国外水下生产装备的研制、安装和应用技术已趋于成熟,而国内正处于起步阶段。在分析国外水下生产装备控制系统的组成和工作原理,以及水下生产控制系统浅水池测试现状与标准的基础上,结合国内实情,确定了浅水池测试的基本功能,并针对水下生产装备完整性试验中采油树功能浅水测试的需求,研究并明确了复合电液控制系统下的浅水测试系统及其配套的测试设备。研究内容可为建造国内浅水池测试系统提供参考。     

水下执行机构的液压控制研究

介绍了水下液压控制系统的构成和工作原理,对水下液压控制系统的执行机构建立了数学模型,并通过AMESim软件进行模拟仿真。仿真的结果表明了执行机构压力和流量的变化,这对以后研究和设计水下液压控制系统具有参考和指导作用。     

海上油气田水下生产系统的关键设备与技术

海上油气田水下生产系统的应用模式主要有两种:水下生产系统+固定式平台和水下生产系统+浮式生产储油单元。与传统的大油田相比,边际油田和深水油田更加注重开采成本的控制以及采收率的提高,作业者需要实时监控单井的产量,以便于对油井的产能进行评估,因此低成本的单井计量系统以实现对单井进行状态监控是现实所需。虚拟计量技术的主要参考规范为《American Petroleum Institutes(API)Recommended Practice 86(2005)》。深水作业、长距离回接、多相流混输、水下分离及水回注以及全电气化等是该系统目前迫切需要解决的关键技术。     

水下采油树电液复合控制系统设计

根据水下采油树系统及相关标准要求,设计了水下采油树电液复合控制系统,包括通信控制系统、液压动力单元(HPU)和水下控制模块(SCM)。采用PROFIBUS-DP和工业以太网通信方式,设计了主从站和冗余控制系统,并分别设计了HPU和SCM的液压系统和电控系统,其中HPU电控系统采用软冗余控制,SCM电控系统采用硬冗余控制。该控制系统可实现对水下采油树阀门管汇的精确、稳定控制。     

水下生产控制系统回接至现役设施的技术考虑及联合调试方法

水下生产控制系统作为水下油气田生产监控的核心,不仅对水下生产动态进行实时监测和调整,而且会对水下异常、报警采取相应的控制措施,以保证水下油气田生产的安全性和可靠性.本文通过介绍水下生产控制系统的类型、组成及功能,并结合南海某深水气田回接至现役设施的工程实践,详细阐述了水下生产控制系统回接至现役设施的技术考虑以及回接后的联合调试方法,并提出了可以降低对现役设施影响的新思路.     

水下复合电液控制系统液压控制响应分析

目前国内外的水下控制系统多采用复合电液控制方案,该方案中各单元参数对项目投资和安全生产具有重要影响。采用Simulation X软件建立了水下液压控制系统模型,研究了阀门液压管路闭式连接及开式连接时阀门的打开和关闭时间,分析了水深、回接距离、脐带缆液压管径、水下蓄能器容积、蓄能器预充压力及工艺介质操作压力对阀门开启和关闭时间的影响。分析结果表明,脐带缆液压主回路采用闭式连接条件下,阀门管路采用闭式连接较开式连接有利于阀门更快关闭,对于开式连接可通过设置快速泄放阀来提高阀门关闭速度;较高的阀门外部海水压力和较低的工艺介质操作压力有利于阀门开启;设置水下蓄能器阀门开启响应时间较无蓄能器明显加快,选择较大的脐带缆液压管径和蓄能器容积有利于阀门开启,水下蓄能器预充压力高低应适中。     

水下石油采油树控制系统电力载波通信仿真分析

水下生产控制系统作为海上油气田开发生产中重要组成部分,为了分析系统应用中水下电力载波通信衰减情况,建立了基于Multisim软件的水下生产控制系统电力载波通信仿真模型,模型包括传输线路等效电路和采用K式带通结合滤波方式的电力载波发射机、接收机等效模型,仿真分析了在不同频率载波、不同传输距离条件下通讯信号衰减情况;同时分...     

水下吸力锚基础式带控制系统中心管汇制造技术

随着海洋油气田开发不断向深水延伸,水下生产系统已经成为深水开发中的主要模式。水下中心管汇是水下生产系统中油气资源集输、水下控制的关键装备。通过对国内外水下中心管汇项目进行系统研究,选择深水典型水下吸力锚基础式带控制系统中心管汇作为研究对象,从其组成、关键设备接收技术要求、制造及测试工艺流程、技术风险点等方面阐述了水下吸力锚式中心管汇的制造、测试技术,为我国水下生产设施的制造提供借鉴。     

海上油气田水下生产系统的应用与发展

海洋油气开发中的水下生产系统以其适用性强、效率高、经济性能好等诸多优势,成为适用于深水或超深水油气开发的关键技术之一。此文在阐述水下生产系统发展历程的基础上,介绍了世界范围内典型的水下生产系统,分析了实施水下生产系统存在的部分问题,对我国水下生产系统的发展提出建议,旨在推动我国自主研发水下生产系统的进程。     

基于SimulationX的水下液压控制系统仿真分析

水下控制系统是水下生产系统的重要组成部分,电液复合式控制系统是目前最常用的水下控制系统,其参数的设置对水下生产系统的安全具有重要影响。本文采用Simulation X对低压液压系统进行仿真分析,研究了水深、回接距离、液压管线直径、水下蓄能器参数以及液压动力单元液压泵参数对充泄压时间以及采油树闸阀开关时间的影响规律。研究表明:在本文模拟工况条件下,脐带缆液压管线直径和回接距离是2个对系统充泄压时间影响较大的参数;采油树闸阀开关时间受本文考察因素影响较小。本文可为今后水下控制系统液压分析提供一定的参考。     

水下闸阀在水下生产系统中的应用研究

水下闸阀的基本功能是接通或切断管路介质的流通,其性能优劣直接关系到水下生产系统的可靠性和安全性。在介绍水下闸阀结构、工作原理和研究现状的基础上,对Cameron公司Ring-O系列水下闸阀、WOM公司的Magnum专利阀和LB-Bentley公司水下闸阀的应用现状做了简述。总结了水下闸阀的技术特点和设计时在材料选择方面应考虑的因素。在水下闸阀的国产化研制过程中,我国应综合国外产品的技术特点、确立从简单到复杂,从重点研究到应用研究,先克服技术问题后工艺问题的研发思路,实现水下闸阀的二次创新到自主创新。     

水下采油树应用技术发展现状

研发水下采油树的关键在于能否通过相关标准规范所要求的压力循环测试、高低温循环测试、载荷循环测试及外部高压测试等。在介绍水下采油树相关标准规范的基础上,分析了水下采油树的结构类型及结构演变,简述了水下采油树各控制系统类型的特点,分析了采油树、油管挂、内树帽的安装管柱及安装方法。指出超深水和超高温高压的水下采油树是水下采油树未来的发展方向。卧式采油树可用浮式钻井装置的钻柱或用工程船的大吨位吊机的钢丝进行安装。水下采油树的模块化设计可缩短采油树的供货周期,跨接管式电泵增压系统、跨接管式流量计和高完整性压力保护系统等新工艺技术的出现,将有利于降低水下采油树和水下开发项目的综合成本。所得结论可为水下采油树的设计和应用提供参考。     

基于DBN的水下生产系统风险控制分析

针对水下油气生产系统风险控制分析模型建模中的时变问题,提出了一种基于动态贝叶斯网络(DBN)和安全屏障技术的风险控制分析建模方法。在对水下油气生产系统风险辨识的基础上,以设备元素和屏障措施为网络节点,建立了水下油气生产系统风险控制分析动态贝叶斯网络模型。利用OREDA数据库和历史数据对水下油气生产系统风险控制模型进行分析和评价,结果表明,该建模方法反应了系统风险控制对时间的依赖关系,提高了水下油气生产系统风险分析的动态准确性。     

无线传感器网络在水下防喷器控制系统中的应用

针对海洋上逃生、救援、作业及其困难的问题,水下防喷器及控制系统的可靠性、安全性尤为重要。把无线传感器网络应用到水下防喷器控制系统,提出了一种能量有效无线传感器网络通信算法,使各控制终端之间采用一种自组网、多路径传输的形式,在原通信组网方式的基础上进一步增加系统的可靠性和安全性。